Mapeo rápido del conectoma espinal y supraspinal a través de puntos de carbono basados en glucosa auto-dirigidos

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Ingeniería biomédica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los trastornos de la médula espinal como las lesiones y la ELA causan neurodegeneración, afectando las funciones vitales del cerebro.
• La barrera hematoencefálica (BBB) limita severamente la administración de fármacos y agentes de imagen al sistema nervioso central.
• Los sistemas de administración dirigidos a la médula espinal son cruciales para el diagnóstico y la terapia.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar los puntos de carbono basados en glucosa (GluCD) como una nueva plataforma de administración para la obtención de imágenes de la médula espinal.
• Evaluar el cruce BBB, la biodistribución y la orientación celular de los GluCD en el sistema nervioso central.
• Investigar el potencial de los GluCD para obtener imágenes de lesiones de la médula espinal y trastornos neurológicos relacionados.

Principales métodos:

• Puntos de carbono sintetizados a base de glucosa (GluCD) con un diámetro de ~ 4 nm y grupos de superficie similares a la glucosa.
• Se administraron GluCD sistémicamente y se analizó su distribución en el cerebro y la médula espinal a nivel regional, celular e intracelular.
• GluCD evaluados en un modelo de lesión de la médula espinal cervical.

Principales resultados:

• Los GluCD cruzaron con éxito la BBB a nivel de la médula espinal, acumulándose principalmente en la médula espinal.
• Las GluCDs se transportaron rápidamente a los centros cerebrales superiores, mapeando los conectomas supraspinarios en 4 horas.
• Los GluCD demostraron una orientación neuronal exclusiva (auto-orientación) y se localizaron en los últimos compartimentos endosómicos / lisosómicos.
• La orientación de las neuronas en el epicentro de la lesión se confirmó en un modelo de lesión de la médula espinal.

Conclusiones:

• Los GluCD son efectivos para cruzar el BBB y apuntar a las neuronas en la médula espinal.
• Los GluCD sirven como agentes de imagen robusta para la visualización rápida de las redes espinales / supraespinales.
• Los nanoconjugados de GluCD ofrecen un enfoque prometedor para la imagen dirigida en lesiones de la médula espinal y otros trastornos neurológicos como la ELA.