Une équipe de recherche dirigée par l'Université de Californie à Irvine a créé 20 nouveaux vecteurs viraux recombinants de la rage pour la cartographie des circuits neuronaux qui offrent une gamme d'avantages significatifs par rapport aux outils existants, notamment la capacité de détecter les changements microstructuraux dans les modèles de vieillissement et de neurones cérébraux de la maladie d'Alzheimer. .
L'étude publiée aujourd'hui en ligne dans la revue Psychiatrie Moléculaire, a introduit des données de validation de principe démontrant la puissance de ces nouveaux vecteurs, qui expriment une gamme de protéines fluorescentes améliorées pour fournir des capacités multimodales multi-échelles étendues. Les infections rabiques d’origine naturelle ciblent le système nerveux. Les scientifiques ont exploité cette tendance pour créer des formes artificielles du virus de la rage couplées à des capteurs et à d’autres charges utiles. Par exemple, certaines réagissent à la lumière en devenant vert vif et agissent comme des traceurs qui cartographient les circuits cérébraux.
« Les outils génétiques viraux sont essentiels pour améliorer la cartographie anatomique et les études fonctionnelles des réseaux neuronaux spécifiques à un type de cellule et à un circuit », a déclaré Xiangmin Xu, auteur co-correspondant et professeur d'anatomie et de neurobiologie du chancelier de l'UCI et directeur du Center for Neural. Cartographie des circuits. « Ces nouvelles variantes améliorent considérablement la capacité et la portée du marquage neuronal et de la cartographie des circuits à travers les échelles et modalités d'imagerie microscopiques et macroscopiques, y compris la microscopie optique 3D et la microscopie à rayons X. Nous rendrons ces nouveaux outils facilement accessibles à la communauté des neurosciences grâce à notre service établi. plateforme à la CNCM. »
Ces nouveaux vecteurs viraux recombinants sont conçus pour cibler des composants très spécifiques de la biologie neuronale afin d'analyser les changements pathologiques qui surviennent au cours de la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies cérébrales. Ils peuvent être ciblés sur des emplacements sous-cellulaires et des organites spécifiques, ainsi que sur l'imagerie en direct des activités neuronales à l'aide d'indicateurs de calcium. L’équipe a effectué une analyse d’imagerie de cerveaux de souris pour démontrer le pouvoir de découverte de ces nouveaux outils.
« Ces outils de pointe recèlent un immense potentiel pour comprendre les circuits neuronaux dans des conditions normales et pathologiques et offrent la possibilité de cibler des régions spécifiques du cerveau avec des peptides ou des protéines de précision pour moduler les fonctions neuronales en vue de stratégies de traitement ciblées », a déclaré Bert Semler, co-auteur de l'étude. -auteur correspondant et professeur émérite UCI de microbiologie et de génétique moléculaire.
Alexis Bouin, Ph.D. et Ginny Wu sont les co-premiers auteurs qui ont dirigé et coordonné le projet. Les membres supplémentaires de l'équipe comprennent Orkide Koyuncu, professeur adjoint de microbiologie et de génétique moléculaire ; Qiao Ye, étudiant diplômé ; Michele Wu, Liqi Tong, Ph.D. et Lujia Chen, Ph.D., membres du laboratoire Xu, et Todd Holmes, professeur de physiologie et de biophysique. Tirant parti du vaste réseau collaboratif du Centre UCI pour la cartographie des circuits neuronaux, les membres de l'équipe de l'UCSD comprennent Keun-Young Kim, Sébastien Phan, Mason R. Mackey, Ranjan Ramachandra et le professeur distingué Mark H. Ellisman.
Ce travail a été soutenu par les subventions RF1MH120020, R01FD007478, R35GM127102, R24GM137200, U24NS120055 et R01DA038896 des National Institutes of Health ; et la subvention de la National Science Foundation NSF2014865-UTA20-00890.
