Wapń to kluczowa cząsteczka sygnalizacyjna dla większości komórek – w szczególności dla neuronów. Jej obrazowanie może ujawniać, w jaki sposób komórki nerwowe ze sobą się komunikują.
Do tej pory metody pozwalały jednak na przeniknięcie na kilka milimetrów do mózgu. Naukowcy z MIT opracowali właśnie nowy sposób obrazowania, który opiera się na rezonansie magnetycznym (MRI) i pozwala zajrzeć znacznie głębiej. Pozwoli to na na śledzenie procesów sygnalizacji wewnątrz żywych neuronów co umożliwi powiązanie aktywności komórek nerwowych z określonymi zachowaniami.
W stanie spoczynku neurony mają niskie poziomy wapnia. Jednakże, gdy trafia do nich impuls elektryczny to wapń dosłownie zalewa komórkę. Możliwe jest to do obrazowania dzięki znakowania wapnia cząsteczkami fluorescencyjnymi. Można to wykonać na komórkach w laboratorium albo na mózgach żywych zwierząt. Jednakże sam zasięg jest bardzo krótki.
Czytaj też: Naukowcy testują sposób na eksterminację komarów
Aby to zmienić, naukowcy wykorzystali specjalny środek kontrastowy, który zawiera mangan, metal który słabo oddziałuje z polem magnetycznym. Jest on związany ze związkiem organicznym, który przenika przez błony komórkowe. Kompleks ten zawiera też ramię wiążące wapń zwane chelatorem.
Wewnątrz komórki, gdy poziom wapnia jest niski, chelator wiąże się słabo z atomem manganu co osłabia managan przy skanowaniu MRI. Z drugiej strony przy napływie wapnia mangan jest uwalniany co świetnie widoczne jest na zdjęciach MRI.
Naukowcy przetestowali swoją technikę na szczurach. Byli oni w stanie zmierzyć poziomy wapnia przy stymulacji elektrycznej w neuronach prążkowia. Teraz badacze chcą wykorzystać swoje obrazowanie do identyfikacji skupisk neuronów, które zaangażowane są w określone zachowania albo działania. Także za pomocą tej techniki można obrazować sam wapń więc można diagnozować inne narządy, np. serce.
Czytaj też: Naukowcy wykorzystali CRISPR do przedłużenia życia
Źródło: Medicalxpress
