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Investigadores e ingenieros usan el láser para “soldar” neuronas

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Un equipo de investigación con sede en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Alberta ha desarrollado un método de conexión de las neuronas utilizando pulsos de láser ultracortos. Una técnica innovadora que abre la puerta a nuevas oportunidades de investigación y tratamiento médico.

El equipo es el primero en encontrar una manera de unir las neuronas y, al hacerlo, ha dado a los investigadores una nueva y poderosa herramienta. Las neuronas son las células del sistema nervioso responsables de la transferencia de información entre el cerebro y el resto del cuerpo.

La aplicación inmediata es para investigadores. Por fin tienen una nueva herramienta para hacer lo que no han podido hacer antes“, dijo Nir Katchinskiy, un estudiante de doctorado de segundo año en la ingeniería eléctrica que dirigió el estudio. “Somos ingenieros. Diseñamos herramientas que proporcionan potencial“.

Los hallazgos del equipo fueron publicados en la revista científica insignia Nature Scientific Reports.

Katchinskiy tenía en mente una aplicación para la vida real cuando comenzó el proyecto. “Yo estaba muy interesado en el sistema nervioso. Si hay un nervio seccionado, no se puede reparar“, dijo. “Mi pensamiento fue: ¿y si pudiéramos “soldarlo” de nuevo justo después de que se lesione?

Para realizar el estudio, dos neuronas, puestas en una solución especial que evita que se peguen entre sí, fueron puestas en contacto. Se utilizaron pulsos láser de femtosegundos -pulsos ultracortos que ocurren cada 10-15 segundos- en el punto de encuentro de las dos células. Aunque la capa exterior de las células se vio comprometida parcialmente, dentro de la capa protectora la célula se mantuvo intacta. Como resultado las dos células establecieron vínculos sólidos formando una membrana común en el área objetivo.

A lo largo de múltiples experimentos, las células permanecieron viables y la conexión fuerte. Llevó a las neuronas 15 milisegundos a pegarse entre sí en vez de las horas que el proceso habría necesitado para ocurrir de forma natural.

La mayor ventaja del descubrimiento es que da a los investigadores un control completo sobre el proceso de conexión celular. “Realmente se puede planificar cualquier experimento. La idea es demostrar que se puede usar (el láser de femtosegundo) como herramienta de investigación para controlar lo que se va a conectar“, dijo Katchinskiy.

Puede que no sirva para llegar y tratar la columna vertebral humana con esto, pero nos lleva más cerca“, dijo el profesor de ingeniería eléctrica Abdul Elezzabi, que es co-autor del trabajo y supervisor de la investigación de Katchinskiy. “Te acerca a cómo funcionan estas cosas“.

Hasta ahora, el equipo ha aplicado este método a tres tipos de células, pero el potencial de la técnica parece ilimitado. Para este proyecto, Katchinskiy y Elezzabi, que están en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática, se asociaron con la profesora Roseline Godbout del Departamento de Oncología y el Instituto Cross Cancer de la Univ. de Alberta y el Dr. Helly Goez, catedrático en la división de pediatría neurológica del Departamento de Pediatría de la Facultad de Medicina y Odontología de la Universidad de Alberta. Ambos son también co-autores del artículo.

Tenemos dos de los mayores investigadores sobre el cáncer trabajando con nosotros“, dijo Elezzabi. Elezzabi dice que los láseres de femtosegundo pueden resultar eficaces en la investigación y tratamiento del cáncer de próstata, cerebro y ocular. Otra posible aplicación es en el tratamiento post cirugía del cáncer.
..Jorge Tamayo