La serotonina (5-HT), una de las principales hormonas liberadas en el cerebro humano, tiene muchas funciones esenciales. Por ejemplo, se sabe que la serotonina estabiliza el estado de ánimo, produce sensaciones de bienestar, regula los patrones de sueño y facilita la comunicación entre las células.
Como se sabe que la señalización serotoninérgica en el cerebro juega un papel crucial en una amplia gama de procesos fisiológicos y psicológicos, los fármacos que aumentan o estabilizan la actividad serotoninérgica, como los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS), se utilizan comúnmente para tratar muchos trastornos psiquiátricos y fisiológicos. trastornos.
Si bien las funciones de la serotonina se han investigado ampliamente en el pasado, la comprensión actual de la señalización de 5-HT específica de la célula asociada con diferentes comportamientos es todavía algo limitada. Esto se debe en parte a la falta de métodos fiables para medir los niveles de serotonina in vivo (es decir, dentro de los organismos vivos).
Investigadores de la Universidad de Pekín, la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia y otros institutos en China y EE. UU. Desarrollaron recientemente un sensor sofisticado codificado genéticamente que se puede usar para medir y monitorear la dinámica de la serotonina. Este sensor, presentado en un artículo publicado en Nature Neuroscience , podría ayudar a la investigación que se centra en la señalización serotoninérgica, al tiempo que permite a los médicos medir los niveles de serotonina en el cerebro de sus pacientes.
«La serotonina (5-HT) es un neurotransmisor monoamínico conservado filogenéticamente que modula procesos importantes en el cerebro», escribieron los investigadores en su artículo. «Para visualizar directamente la liberación de 5-HT, desarrollamos un sensor 5-HT (GRAB 5-HT ) basado en la activación del receptor acoplado a proteína G (GPCR) codificado genéticamente con alta sensibilidad, alta selectividad, cinética de subsegundos y subcelular resolución.»
En el pasado, tanto este grupo de investigación como otros neurocientíficos de todo el mundo intentaron desarrollar sensores que puedan detectar diferentes neurotransmisores en el cerebro. Muchos de estos dispositivos son sensores basados en activación GPCR (GRAB), una clase prometedora de sensores que pueden detectar señales neuromoduladoras con alta resolución.
Para evaluar el rendimiento y la eficacia de su sensor, los investigadores lo probaron inicialmente en células cultivadas. Posteriormente, lo utilizaron para detectar la liberación de serotonina en rodajas de cerebro de ratón y en moscas de la fruta comunes (Drosophila).
«GRAB 5-HT detecta la liberación de 5-HT en múltiples condiciones fisiológicas y patológicas tanto en moscas como en ratones y proporciona nuevos conocimientos sobre la dinámica y los mecanismos de la señalización de 5-HT», escribieron los investigadores en su artículo.
Usando el sensor que desarrollaron, los investigadores pudieron monitorear la dinámica de 5-HT en ratones vivos bajo condiciones fisiológicas específicas, como durante los ciclos de sueño-vigilia. Esto les permitió confirmar los hallazgos de estudios anteriores y obtener nuevos conocimientos sobre las formas en que la serotonina ayuda a regular el sueño en ratones y potencialmente en otros animales.
Finalmente, los investigadores también intentaron determinar si su sensor podía detectar la acción de los fármacos psicoestimulantes. Para hacer esto, administraron metilendioximetanfetamina (MDMA), un fármaco que aumenta los niveles de serotonina en el cerebro , a ratones vivos, y luego usaron su sensor para detectar cambios en la serotonina.
«La inyección intraperitoneal de MDMA provocó un aumento gradual de la fluorescencia de 5-HT1.0, que alcanzó su punto máximo después de 1 hora y luego decayó gradualmente durante las 3 horas siguientes», explicaron los investigadores en su artículo. «Este curso de tiempo es comparable con el del efecto de psicoestimulación de la MDMA tanto en humanos como en ratones».
En general, los resultados sugieren que el sensor que desarrollaron es una solución eficiente y confiable para medir los niveles de serotonina y estudiar la dinámica serotoninérgica in vivo a lo largo del tiempo. En el futuro, si se mejora y se prueba más, el sensor podría tener aplicaciones valiosas tanto en la investigación como en entornos médicos.
FUENTE: medicalxpress.com
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