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el modelo 3D visualiza la ordenación de neuronas intrínsecas en el corazón de la rata

Las personas interdisciplinarias de investigadores han desarrollado un corazón virtual 3D, digital mostrando la red única del corazón de neuronas por primera vez. Usando el corazón de la rata como modelo, los investigadores en esto estudian--el 26 de mayo que aparece en el iScience del gorrón--creó un mapa completo del sistema nervioso cardiaco intrínseco (ICN) en una escala celular. Este mapa permite para que los datos de la expresión génica sean sobrepuestos dentro de él, que puede ayudar a determinar el papel funcional que la neurona específica agrupa el juego. Los investigadores dicen que este mapa permitirá neurólogos y a cardiólogos igualmente más exacto al estudio la neuroanatomía del corazón y que pone la base para desarrollar los mapas virtuales para otros órganos importantes.

Mientras que la gente asocia normalmente las neuronas al cerebro, ella desempeña papeles importantes en otros órganos también. “Muchos cardiólogos son ni siquiera conscientes allí son neuronas en el corazón, y mucho menos ése que son críticos a la salud del corazón,” dice a James mayor Schwaber autor (@JamesSchwaber), director del instituto de Daniel Baugh para la genómica funcional y la biología de cómputo en la universidad de Thomas Jefferson. Con el marco virtual desarrollado recientemente, los científicos pueden estudiar la organización y la función de las neuronas del corazón en un nivel de detalle sin precedente. “Usando este espacio de la referencia 3D, podemos construir un retrato completo de la estructura del corazón que es fundacional dirigir diversas preocupaciones de la salud.”

El modelo 3D es hecho posible por proyección de imagen que entreteje, la colección, la correspondencia anatómica, y técnicas de la expresión génica. Primero, un cuchillo del diamante se utiliza para crear rebanadas finas en el largo del corazón, donde las imágenes microscópicas y las muestras de tejidos se recogen en cada uno cortada usando el software 3Scan. Estas imágenes se utilizan para crear la base de la reconstrucción 3D. Paralelamente, el microdissection de la captura del laser se utiliza para quitar las neuronas individuales de las muestras cerco, mientras que registra su colocación exacta dentro de la anatomía del corazón. Los investigadores entonces utilizaron transcriptomics unicelular para determinar los perfiles de la expresión génica de cada uno de estas neuronas cerco. Una vez que todos los datos cerco, se ajustan sobre el modelo 3D para crear un retrato completo de la red neuronal del corazón.

Con la correspondencia espacial de la expresión génica, podemos comenzar a discutir los papeles exactos que estas neuronas desempeñan. ¿Los atados separados de las neuronas del ICN tienen diversas funciones, o trabajan en una manera integrada de influenciar salud del corazón? Ahora podemos dirigir estas preguntas de la manera que no era posible antes.”

Zixi Jack Cheng, co-autor, anatomista cardiovascular y fisiólogo de la universidad de la universidad central de la Florida del remedio

El mapa reveló una configuración espacial constante del sistema nervioso cardiaco intrínseco que se movía desde la capota a la parte inferior del corazón. Y aunque el mapa 3D fuera construido usando los corazones de ratas, los investigadores dicen que los protocolos generados para crearlo tendrán probablemente impactos a largo plazo en remedio humano. Por ejemplo, algunos casos de la enfermedad cardíaca severa han sido invertidos o remediated estimulando el nervio de nervio vago--aunque es no entendible porqué este tratamiento es efectivo en algunos pacientes y no otros. La “evaluación de estas neuronas cardiacas de una perspectiva anatómica y molecular puede ayudarnos mejor a entender su función y desarrollar las terapias que pueden producir estos efectos protectores del nervio de nervio vago sobre los corazones de más pacientes,” dice el co-autor Jonatán Gorki, un graduado reciente de MD/PhD de la universidad de Thomas Jefferson y al residente médico en el Hospital General de Massachusetts.

“Ahora que tenemos un mapa completo del corazón, la manera que perseguimos el remedio bioelectronic cambiará importante pues tenemos información disponible en un nivel de resolución que apenas no era accesible antes de esto,” decimos el co-autor Rajanikanth Vadigepalli, un biólogo de los sistemas con una substancia química y pedigrí de la ingeniería de sistemas de mando en la universidad de Thomas Jefferson.

Todas las técnicas y tecnologías usadas para crear el atlas se hacen fácilmente disponibles con la actividad periférica estimulante para relevar el programa de las condiciones (SPARC), así que otros investigadores pueden reconstruir y construir sobre el marco 3D--si esté con otros corazones animales o con otros órganos tales como el hígado o los pulmones. “El programa de SPARC ha creado un portal en línea que permite que otros equipos de investigación lleguen hasta nuestros y otros datos, autorizándolos para entender, para desplegarse, para explorar, y para contribuir a cómo pensamos en los aspectos de la inervación de cada órgano de la carrocería. De tal modo, podemos comenzar a crear a una comunidad que extienda más allá de una única área del foco sobre todos los aspectos integrantes del cerebro y de la carrocería,” decimos el co-autor Susan Tappan, un neurólogo de desarrollo y al director científico en la ciencia biológica de MBF.

Ya, los esfuerzos combinados de este equipo de investigación y el programa de SPARC han generado nuevos proyectos a través de varios laboratorios que están trabajando para entender el sistema nervioso autonómico para otros órganos de la carrocería. Aunque mucha investigación se deja para ser hecha, estos esfuerzos trabajan hacia la meta más grande de crear los tratamientos efectivos que utilizan el 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.