El marcaje multiclonal de neuronas individuales

La corteza cerebral es la capa más externa del tejido neuronal del encéfalo de mamíferos donde tienen lugar numerosas actividades como la memoria, la atención y el lenguaje. Sus unidades funcionales básicas son minicolumnas corticales formadas por cientos de neuronas. Estas estructuras se desarrollan a partir de células progenitoras dentro del embrión. Hasta ahora, el marcaje de varias células progenitoras simultáneamente con diferentes marcajes era complicado, lo que dificultaba el seguimiento de sus descendientes durante largos periodos de tiempo.

El equipo del proyecto BRAINBOWAKT (Novel genetic engineering approaches for lineage analysis and exploration of Akt function in cortical development), financiado con fondos europeos, emplea métodos revolucionarios para monitorizar neuronas individuales. En el proceso Brainbow, se pueden distinguir mediante proteínas fluorescentes neuronas individuales de las neuronas adyacentes en el encéfalo.

Se crearon técnicas de ingeniería genética novedosas para el marcaje múltiple in vivo con marcadores identificables de progenitoras vecinas y sus descendientes. Se dirigieron vectores Brainbow que expresaban una amplia gama de marcadores tricromáticos (rojo, amarillo y azul) a compartimentos subcelulares específicos. Mediante electroporación se introdujeron estos transgenes en el prosencéfalo. Se logró marcar células progenitoras durante varios ciclos de división celular y seguir sus descendientes hasta el estado adulto. La creación de ratones transgénicos con los vectores Brainbow permitió marcar progenitores neuronales en estados y lugares donde la electroporación era imposible.

Brainbow se perfeccionó a fin de modular la función de las proteínas candidatas in vivo. El resultado final fue un mosaico genético en el cual aparecía codificado con colores el estado de la expresión génica en las células. Esta técnica permitió monitorizar células vecinas en la misma muestra con diferente grado de expresión génica y contribuirá a entender mejor los efectos de reguladores moleculares clave en el desarrollo cortical.

Actualmente, se está aplicando la técnica multiclonal multicolor creada en el proyecto para el estudio de la formación y función de las minicolumnas corticales de serina/treonina proteínas quinasa B específicas (Akt), una molécula clave en muchos procesos celulares como el metabolismo, la supervivencia y la apoptosis.