¿Cómo se utiliza la microdiálisis para mejorar nuestra comprensión de la neurotransmisión?
La microdiálisis es una técnica de muestreo que se utiliza para recoger líquido extracelular del cerebro. Se utiliza para estudiar una serie de afecciones, incluyendo el Parkinson, el Alzheimer, la adicción, el comportamiento en relación con el miedo, la neuroactividad tras el consumo de alcohol, etc.
Una ilustración de la neurotransmisión entre dos células nerviosas. Anatomía Interna | Shutterstock
En la investigación biomédica, la microdiálisis a menudo se lleva a cabo en combinación con la cromatografía líquida para tomar medidas directas de los analitos en el cerebro o para recoger muestras en pequeños viales.
Esta configuración se puede utilizar para observar los cambios en la concentración de neurotransmisores después de la estimulación o de un desencadenante. Por ejemplo, los cambios internos en la neurotransmisión y la concentración de neurotransmisores se pueden medir después de la administración de alcohol a un sujeto.
¿Por qué la microdiálisis se combina a menudo con la HPLC para la detección de monoamina?
La microdiálisis se ha convertido en una herramienta inestimable que proporciona información en tiempo real de los niveles de los neurotransmisores in vivo. Las muestras de microdiálisis se recogen y almacenan o se analizan inmediatamente en una configuración en línea utilizando UHPLC y detección electroquímica (ECD).
Existen dos razones principales por las que es necesario combinar estas tecnologías: la sensibilidad de la técnica y el pequeño volumen de muestra disponible. Es un reto analítico proporcionar datos reproducibles y precisos, ya que los niveles de los neurotransmisores están a menudo por debajo del rango de concentración nanomolar y a veces incluso por debajo del rango de concentración picomolar, por lo que la sensibilidad es esencial. Además, la mayoría de los sistemas de microdiálisis sólo pueden extraer una muestra de 1 µL por minuto, por lo que incluso si se toma una muestra de más de cinco a diez minutos, sólo se pueden obtener de 5 a 10 µL de muestra.
Los detectores electroquímicos, también conocidos como detectores de análisis de trazas, son por lo tanto la opción obvia para este tipo de análisis. Otros detectores, como MS o UV, que requieren grandes volúmenes de muestra, no son adecuados para esta aplicación específica.
¿Cuáles son los mayores retos para los científicos a la hora de detectar y analizar los neurotransmisores in vivo?
El análisis de los neurotransmisores conlleva un par de retos; el primero es la dirección científica. ¿Cómo pueden los investigadores obtener tanta información como sea posible de una pequeña gota de muestra?
La neurobiología in vivo ya está limitada por el tamaño de la muestra, especialmente para los investigadores que trabajan con ratones, y si desea realizar un muestreo de alta frecuencia para mejorar la resolución de su tiempo, las muestras se vuelven aún más pequeñas (hasta 1 µL). El desarrollo de tecnologías que puedan analizar muestras pequeñas sin comprometer la sensibilidad es un reto muy grande.
La otra dificultad es que la mayoría de los científicos que trabajan en neurología tienen formación en biología. Esto significa que a muchos científicos les resulta difícil analizar muestras pequeñas como las monoaminas (por ejemplo, dopamina) con alta sensibilidad.
Ilustración de las células nerviosas del cerebro – neurotransmisoresTatiana Shepeleva | Shutterstock
¿Cómo aborda estos problemas el ALEXYS Neurotransmisor Analyzer?
El analizador ALEXYS combina la potencia del UHPLC con la sensibilidad de la detección electroquímica, convirtiéndolo en la herramienta perfecta para la detección de neurotransmisores.
Con el ALEXYS, nuestro objetivo era hacer la vida del científico más fácil. Queríamos abordar la falta de experiencia en la industria y hacer que la realización de estos experimentos fuera más sencilla y eficiente. La medición de muestras es una parte, pero los científicos también necesitan un método robusto y fiable.
Desarrollamos esto a través del ALEXYS, y ahora monitoreamos constantemente qué tipo de herramientas hay en el mercado para mejorar la resolución, la inyección de la muestra y la velocidad, al mismo tiempo que disminuimos el valioso consumo de la muestra.
Finalmente, el analizador ALEXYS es instalado por uno de nuestros científicos, que pasará cinco días en el laboratorio realizando la instalación y la formación. Cuando salimos del laboratorio, incluso el neurocientífico más inexperto tendrá el conocimiento para ejecutar sus propias muestras para una aplicación específica.
¿Cómo se puede utilizar el analizador de neurotransmisores ALEXYS para estudiar los niveles de dopamina en relación con problemas de comportamiento (por ejemplo, adicción) y trastornos neurológicos (por ejemplo, la enfermedad de Parkinson)?
El cerebro es un órgano dinámico donde la concentración de neurotransmisores puede cambiar rápidamente después de un desencadenante. Por lo tanto, no es de extrañar que los investigadores en este campo deseen recopilar la mayor cantidad de datos posible en un período de tiempo muy corto.
En el pasado, los científicos recolectaban muestras de microdiálisis de 20 µL, a altos caudales (2-3 µL/min), lo que les daba de 40 a 60 µL de una muestra muy diluida. Esto dificultaba la obtención de una resolución temporal suficiente (es decir, la obtención de suficientes puntos de datos en un corto período de tiempo) y sin esto, no es posible detectar fluctuaciones rápidas en la concentración del neurotransmisor.
Por eso hemos desarrollado un sistema que permite analizar volúmenes de muestra muy pequeños (p.ej. 1,5 µl) obtenidos cada 1,5 minutos, sin comprometer
