حسگرهای جدید اندازه گیری دقیق دوپامین را امکان پذیر می کنند


حسگرهای جدید اندازه گیری دقیق دوپامین را امکان پذیر می کنند

سباستین کروس (راست) و بیورن هیل بخشی از تیمی هستند که قادر به اندازه گیری مستقیم انتقال دهنده عصبی دوپامین بودند. اعتبار: 25 مه 2022 روبل

دوپامین یک مولکول سیگنال دهنده مهم برای سلول های عصبی است. غلظت آن را نمی توان با وضوح مکانی و زمانی بالا تا به حال تعیین کرد. یک روش جدید اکنون این امکان را فراهم کرده است: یک تیم تحقیقاتی از بوخوم، گوتینگن و دویسبورگ از نانولوله‌های کربنی اصلاح‌شده استفاده کردند که در حضور ماده پیام‌رسان دوپامین درخشان‌تر می‌شوند.

این حسگرها آزاد شدن دوپامین از سلول های عصبی را با وضوح بی سابقه ای تجسم می کنند. محققان به سرپرستی پروفسور سباستین کروس از دپارتمان شیمی فیزیک در دانشگاه روهر بوخوم (RUB) و دکتر جیمز دانیل و همچنین پروفسور نیلز بروز از موسسه ماکس پلانک برای علوم چند رشته ای در گوتینگن در این مورد در مجله گزارش دادند. PNAS از 25 مه 2022.

تغییرات فلورسانس در حضور دوپامین

انتقال دهنده عصبی دوپامین مرکز پاداش مغز را از جمله موارد دیگر کنترل می کند. اگر این انتقال سیگنال دیگر عمل نکند، می تواند منجر به اختلالاتی مانند بیماری پارکینسون شود. علاوه بر این، سیگنال های شیمیایی توسط داروهایی مانند کوکائین تغییر می کند و در اختلالات سوء مصرف مواد نقش دارد. سباستین کروس، رئیس گروه رابط‌های عملکردی و بیوسیستم در RUB و یکی از اعضای گروه تعالی روهر، توضیح می‌دهد: «با این حال، تاکنون هیچ روشی وجود نداشت که بتواند همزمان سیگنال‌های دوپامین را با وضوح مکانی و زمانی بالا تجسم کند». RESOLV) و دانشکده تحصیلات تکمیلی بین المللی علوم اعصاب (IGSN).

اینجاست که سنسورهای جدید وارد بازی می شوند. آنها بر اساس لوله های کربنی بسیار نازک هستند که حدود 10000 برابر نازکتر از موی انسان هستند. هنگامی که با نور مرئی تابش می شوند، در محدوده مادون قرمز نزدیک با طول موج های 1000 نانومتر و بیشتر می درخشند. کروس می گوید: «این طیف نور برای چشم انسان قابل مشاهده نیست، اما می تواند به عمق بافت نفوذ کند و در نتیجه تصاویر بهتر و واضح تری نسبت به نور مرئی ارائه دهد. علاوه بر این، سیگنال های پس زمینه بسیار کمتری در این محدوده وجود دارد که می تواند نتیجه را مخدوش کند.

سباستین کروس توضیح می‌دهد: «ما به‌طور سیستماتیک این ویژگی را با اتصال توالی‌های کوتاه اسید نوکلئیک به نانولوله‌های کربنی به گونه‌ای اصلاح کرده‌ایم که فلورسانس خود را در تماس با مولکول‌های مشخص تغییر می‌دهند.» اینگونه است که گروه تحقیقاتی او موفق شده است نانولوله های کربنی را به نانوحسگرهای ریز تبدیل کند که به طور خاص به دوپامین متصل می شوند و بسته به غلظت دوپامین کم و بیش به شدت فلورسانس می کنند. Kruss می گوید: ما بلافاصله متوجه شدیم که چنین حسگرهایی برای نوروبیولوژی جالب هستند.

پوشش سلول های عصبی سالم با یک لایه حسگر

برای انجام این کار، حسگرها باید به مجاورت شبکه های عصبی فعال منتقل شوند. دکتر سوفیا الیزاروا و جیمز دانیل از موسسه ماکس پلانک برای علوم چند رشته ای در گوتینگن شرایط کشت سلولی را برای این کار ایجاد کردند که در آن سلول های عصبی سالم می مانند و می توانند با یک لایه بسیار نازک از حسگرها پوشانده شوند. این به محققان اجازه داد تا برای اولین بار رویدادهای آزادسازی دوپامین را در امتداد ساختارهای عصبی تجسم کنند و بینشی در مورد مکانیسم‌های آزادسازی دوپامین به دست آورند.

Kruss، Elizarova و Daniel مطمئن هستند که حسگرهای جدید پتانسیل بسیار زیادی دارند: سوفیا ایزارووا می گوید: “آنها بینش جدیدی در مورد انعطاف پذیری و تنظیم سیگنال های دوپامین ارائه می دهند.” در دراز مدت، آنها همچنین می توانند پیشرفت در درمان بیماری هایی مانند پارکینسون را تسهیل کنند. علاوه بر این، در حال حاضر حسگرهای بیشتری در حال توسعه هستند که با استفاده از آنها می توان مولکول های سیگنال دهنده دیگر را برای مثال برای شناسایی پاتوژن ها قابل مشاهده کرد.


تشخیص باکتری با نانوحسگرهای فلورسنت


اطلاعات بیشتر:
Sofia Elizarova و همکاران، یک رنگ نانوحسگر فلورسنت آزادسازی دوپامین را در واریس های آکسونی با وضوح فضایی و زمانی بالا تشخیص می دهد. مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (2022). DOI: 10.1073/pnas.2202842119

ارائه شده توسط Ruhr-Universitaet-Bochum

نقل قول: حسگرهای جدید اندازه گیری دقیق دوپامین را امکان پذیر می کنند (2022، 27 مه) در 27 مه 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-05-sensors-enable-precise-dopamine.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.