Un sensor de neurotransmisores parecido a un tejido para el cerebro y el intestino

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La bioingeniería
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los neurotransmisores son cruciales para la regulación del circuito neuronal en el sistema nervioso central y periférico, incluido el intestino.
• El monitoreo en tiempo real de los neurotransmisores es vital para comprender la función neuronal y el diagnóstico de la enfermedad.
• Las herramientas bioelectrónicas in vivo existentes para el monitoreo de neurotransmisores están subdesarrolladas, especialmente para órganos blandos y dinámicos como el sistema nervioso entérico.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo biosensor estirable que imite el tejido para el monitoreo in vivo de neurotransmisores.
• Superar las limitaciones de las herramientas bioelectrónicas actuales en la evaluación de órganos blandos y móviles.
• Para permitir la detección crónica, en tiempo real, multicanal y multiplexada de neurotransmisores en entornos biológicos complejos.

Principales métodos:

• Fabricación del sensor NeuroString utilizando patrones láser de poliimida con complejo metálico en una red de grafeno/nanopartículas dentro de un elastómero.
• In vivo implantación crónica y monitoreo en tiempo real de la dinámica de la monoamina en el cerebro de ratones con comportamiento.
• Medición in vivo de la dinámica de la serotonina en el intestino sin causar estimulación ni perturbar los movimientos naturales.

Principales resultados:

• Se ha demostrado una detección crónica en tiempo real, multicanal y multiplexada de monoaminas en el cerebro del ratón.
• Medido con éxito la dinámica de la serotonina en el intestino, preservando la función del órgano y el movimiento.
• Desarrolló una interfaz de biosensores elástica y conformable capaz de operar en tejidos biológicos complejos y dinámicos.

Conclusiones:

• NeuroString proporciona una herramienta bioelectrónica avanzada para el monitoreo de neurotransmisores en tiempo real in vivo.
• El sensor supera los desafíos asociados con el monitoreo de órganos blandos y en movimiento.
• Esta tecnología tiene un potencial significativo para estudiar la comunicación cerebro-intestino, las interacciones del microbioma intestinal y la detección biomolecular en otros órganos blandos.