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o modelo 3D indica o regime dos neurônios intrínsecos no coração do rato

Uma equipe interdisciplinar dos pesquisadores desenvolveu um coração 3D virtual, apresentando digital a rede original do coração dos neurônios pela primeira vez. Usando o coração do rato como um modelo, os investigador neste estudam--o 26 de maio aparecendo no iScience do jornal--criou um mapa detalhado do sistema nervoso cardíaco intrínseco (CIN) em uma escala celular. Este mapa permite dados da expressão genética ser sobrepor dentro dele, que pode ajudar a determinar o papel funcional que o neurônio específico aglomera o jogo. Os pesquisadores dizem que este mapa permitirá neurologistas e cardiologistas igualmente mais precisamente ao estudo a neuroanatomia do coração e coloca o fundamento para desenvolver mapas virtuais para outros órgãos principais.

Quando os povos associarem normalmente os neurônios com o cérebro, jogam papéis importantes em outros órgãos também. “Muitos cardiologistas estão nem sequer cientes lá são neurônios no coração, muito menos aquele que são críticos à saúde do coração,” diz James superior Schwaber autor (@JamesSchwaber), director do instituto de Daniel Baugh para a genómica funcional e a biologia computacional na universidade de Thomas Jefferson. Com a estrutura virtual recentemente desenvolvido, os cientistas podem estudar a organização e a função dos neurônios do coração a nível inaudito de detalhe. “Usando este espaço da referência 3D, nós podemos construir uma imagem detalhada da estrutura do coração que é fundacional endereçar vários interesses da saúde.”

O modelo 3D é tornado possível a imagem lactente de entrelaçamento, a coleção, pelo traço anatômico, e pelas técnicas da expressão genética. Primeiramente, uma faca do diamante é usada para criar fatias finas durante todo o comprimento do coração, onde as imagens microscópicas e as amostras de tecidos são tomadas em cada um cortado usando o software 3Scan. Estas imagens são usadas para criar a base da reconstrução 3D. Paralelamente, o microdissection da captação do laser é usado para remover os neurônios individuais das amostras recolhidas, ao gravar sua colocação precisa dentro da anatomia do coração. Os pesquisadores usaram então o transcriptomics da único-pilha para determinar os perfis da expressão genética de cada um destes neurônios recolhidos. Uma vez que todos os dados são recolhidos, estão cabidos no modelo 3D para criar uma imagem detalhada da rede neural do coração.

Com o traço espacial da expressão genética, nós podemos começar a discutir os papéis precisos que estes neurônios jogam. Os conjuntos separados dos neurônios da CIN têm funções diferentes, ou trabalham em uma maneira integrada de influenciar a saúde do coração? Agora nós podemos endereçar estas perguntas na maneira que não era possível antes.”

Zixi Jack Cheng, co-autor, anatomista cardiovascular e fisiologista da universidade da faculdade central de Florida da medicina

O mapa revelou um teste padrão espacial consistente do sistema nervoso cardíaco intrínseco que move-se da parte superior à parte inferior do coração. E embora o mapa 3D seja construído usando os corações dos ratos, os pesquisadores dizem que os protocolos gerados para o criar terão provavelmente impactos a longo prazo na medicina humana. Por exemplo, alguns casos da doença cardíaca severa foram invertidos ou remediated estimulando o nervo de vagus--embora é obscuro porque este tratamento é eficaz em alguns pacientes e não outro. “Avaliar estes neurônios cardíacos de uma perspectiva anatômica e molecular pode ajudar-nos melhor a compreender sua função e para desenvolver as terapias que podem produzir estes efeitos protectores do nervo de vagus nos corações de mais pacientes,” diz o co-autor Jonathan Gorky, um graduado recente de MD/PhD da universidade de Thomas Jefferson e o residente médico no Hospital Geral de Massachusetts.

“Agora que nós temos um mapa detalhado do coração, a maneira que nós levamos a cabo a medicina bioelectronic mudará significativamente porque nós temos a informações disponíveis a nível de definição que apenas não era acessível antes desta,” dizemos o co-autor Rajanikanth Vadigepalli, um biólogo dos sistemas com um produto químico e uma pedigree da engenharia de sistemas de controlo na universidade de Thomas Jefferson.

Todas as técnicas e tecnologias usadas para criar o atlas são feitas prontamente - disponível através da actividade periférica de estimulação aliviar o programa das circunstâncias (SPARC), assim que de outros pesquisadores pode recrear e construir em cima da estrutura 3D--se seja com outros corações animais ou com outros órgãos tais como o fígado ou os pulmões. “O programa de SPARC criou um portal em linha que permitisse que outras equipas de investigação alcancem nossos e outros dados, autorizando os para compreender, expandir, explorar, e contribuir a como nós pensamos sobre os aspectos da inervação de cada órgão do corpo. Desse modo, nós podemos começar criar uma comunidade que estenda além de uma única área do foco em todos os aspectos integrative do cérebro e do corpo,” dizemos o co-autor Susan Tappan, um neurocientista desenvolvente e o director científico na ciência biológica de MBF.

Já, os esforços combinados desta equipa de investigação e o programa de SPARC geraram projectos novos através de diversos laboratórios que estão trabalhando para compreender o sistema nervoso autonómico para outros órgãos do corpo. Embora muita pesquisa é deixada para ser feita, estes esforços trabalham para o objetivo maior de criar os tratamentos eficazes que utilizam o neuromodulation.

Source:
Journal reference:

Achanta, S., et al. (2020) A Comprehensive Integrated Anatomical and Molecular Atlas of Rat Intrinsic Cardiac Nervous System. iScience. doi.org/10.1016/j.isci.2020.101140.