La optogenética y el perfil espacial identifican células únicas que controlan el consumo en el cerebro de los ratones

Los científicos de Columbia que estudian ratones han identificado neuronas especiales que responden a una variedad de signos, y luego instruyen a los animales que eviten la alimentación. Aunque se sabe que muchos circuitos de alimentación en el cerebro juegan un papel en el monitoreo de la ingesta de alimentos, las neuronas en esos circuitos no toman una decisión final para evitar que los alimentos coman alimentos. Las neuronas identificadas por los científicos de Colombia, que representan un nuevo elemento de estos circuitos, se encuentran en el tronco encefálico, la parte más antigua del cerebro de las vértebras. Su descubrimiento puede conducir a un nuevo tratamiento para la obesidad.

Un médico-científico, MD, PhD, MD, PhD de la Facultad de Médicos y Cirujanos de la Universidad de Columbia, Vegelos, dijo: "Estos son contrarios a cualquier otra neurona involucrada en la regulación de la saturación de las neuronas". “Otras neuronas en el cerebro generalmente limitan los alimentos plantados en nuestra boca, o cómo el alimento llena el intestino o la nutrición obtenida de los alimentos. Las neuronas que hemos recibido son especiales para que integren todas estas notificaciones diferentes y más. ,

Necto, Research-Leid Srikanth Chaudhary, con PhD, un científico de investigación asociado en Necto Lab, y sus colegas informaron sobre sus conclusiones. CámaraTítulo en un artículo "Las neuronas neuroptarias del tronco encefálico agregan un eje de neuroohumorel a la verificación"En su artículo, el equipo concluyó:" Juntos, estos estudios revelan los principios importantes, a través de los cuales el tronco encefálico ha controlado la saturación y comenzó a arrojar luz sobre los determinantes nerviosos del tamaño de los alimentos ... esta tarea plantea la pregunta fundamental sobre cómo El cerebro está conectado para eliminar la comida. Y, más allá de esto, cómo se regula el comportamiento congénito y recurrente. ,

Los autores han escrito que el hambre es severamente rígido para garantizar que un animal tenga suficiente energía para sobrevivir y reproducir, han escrito los autores. "El hambre y la satisfacción son tareas protegidas desarrolladas que aseguran la existencia ... tan importante como para saber cuándo comenzar la comida, saber cuándo detener la comida". La decisión de detener la comida es un incidente familiar. Necto comentó: "Esto sucede cada vez que nos sentamos a comer alimentos: en cierto punto cuando comemos, comenzamos a sentirnos llenos, y luego nos llenamos, y luego uno vamos a llegar al punto en el que pensamos, está bien, está bien, solo suficiente. "

Cuando el cuerpo era suficiente, ¿cómo sabe el cerebro y cómo funciona en esa información para dejar de comer? "La saturación, un proceso de respuesta negativo que eventualmente conduce al final de los alimentos, surge de monitorear muchos parámetros de metabolismo e ingestión ...", explicaron los investigadores. "La saturación también es diferente de la señalización del hambre y la satisfacción y, por lo tanto, está controlada por un conjunto separado de circuitos nerviosos".

Los investigadores habían rastreado anteriormente las células de toma de decisiones al tronco encefálico, pero el plomo terminó allí. El equipo explicó: "Si bien se considera que el circuito de hambre y satisfacción nace en el hipotálamo, los estudios clásicos se localizan la regulación de la saturación para el tronco encefálico utilizando ratones de descarbado", explicó el equipo. Dichos estudios han demostrado que el tronco encefálico, que es independiente del precursor, puede detectar la carga gástrica y asociarse con "señales de satisfacción" y responder reduciendo la ingesta de alimentos. Pero como mencionaron los autores, "este trabajo dejó una amplia salud del tronco encefálico como un conjunto de sitios potenciales y tipos de células, que ha sido una pregunta larga, excepto no resuelto, para preguntas largas y no resueltas, preguntas no resueltas, excepto: ¿Cómo es el tronco encefálico? ¿Eliminar la comida correcta? "

Sus estudios recién informados Necto, Chaudhary y el equipo desplegaron fenotipos de células individuales localmente, una técnica que permite ver una región del cerebro y ver una variedad de células, que hasta ahora es difícil separarse entre sí. , "Esta técnica, los perfiles moleculares sostenibles se han resuelto, le permite mirar las células donde están en el tronco encefálico y en qué se ve su estructura molecular", dijo Necto.

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El esquema de una región del tronco encefálico, los núcleos de Rafe dorsales (DRN), conocidos por el procesamiento de señales complejas, los investigadores vieron células ya identificadas, que tenían características similares a las de otras neuronas involucradas en la regulación del hambre. Necto continuó: "Dijimos:" Oh, es interesante.

Las pruebas en ratones que usan optogenética han demostrado que cuando estas neuronas identificadas fueron activadas por la luz, los ratones comieron alimentos muy pequeños. La intensidad de la activación determinó qué tan pronto los animales dejaron de comer. "Curiosamente, estas neuronas no solo indican una parada inmediata; Poco a poco ayudan a los ratones a frenar su comida ”, explicó Chaudhary.

Necto y Chaudhary también vieron cómo otros circuitos de alimentación y hormonas afectaron las neuronas. Los investigadores encontraron que las neuronas fueron silenciadas por una hormona que aumenta el apetito, y es activada por un agonista GLP -1, que es una sección de medicamentos utilizados para tratar la obesidad y la diabetes. Las pruebas indicaron que estas entradas ayudaron a rastrear las neuronas para rastrear cada mordida. "Juntos, estos resultados indican que las neuronas CCK rastrean la ingesta de alimentos en función de un bocado y usan esta información de que tienen decenas para terminar los alimentos a través de señales anorexianas retrasadas y constantes. Trabajando en el orden de los minutos", dijo el equipo.

"Estas neuronas pueden esencialmente oler comida, ver comida, sentir comida en la boca y en el intestino, y explicar todas las hormonas del intestino liberadas en respuesta a la comida", dijo el Necto. "Y finalmente, aprovechan toda la información para decidir que es suficiente". Los autores mencionaron además: "Utilizando una célula única, el marco molecular resuelto molecularmente, encontramos que las neuronas DRN incluyen una subpución neuropeptidárica única que expresa las neuronas colecistocinina (CCC), las entienden con una estructura molecular y responden a diversos temas de metabolismo. .. Los estudios muestran que las neuronas CCK detectaron detectados diversos signos no neurohormonales en un momento más amplio para regular la alimentación.

Dicen que sus hallazgos colectivos hacen muchos avances importantes. Uno es saber que las neuronas CCK "pueden rastrear diversas señales neurohormonales para indicar la ingesta de alimentos basada en el corte del corte", y les permite que luego les permita "codificación pasiva del tamaño de los alimentos" que se describan en forma. En segundo lugar, estas neuronas convierten información con "para finalmente terminar una comida con" un retraso subyacente en una señal constante "en una señal constante. En tercer lugar, las neuronas CCK se implementan que el equipo describe como la "intersección de varios bucles de respuesta negativa" que es central para el control integrado de la saturación. "... Esta tarea indica cómo las neuronas DRN CCK regulan la saturación e identifican un mecanismo celular potencialmente protegido que transforma diversas señales neuroohumales en una producción de comportamiento importante".

Aunque se encontraron neuronas especiales en ratones, Necto afirma que su ubicación en Bransstem es parte del cerebro que es esencialmente la misma en todas las vértebras, sugiere que es muy probable que haya neuronas similares en los humanos.

"Creemos que es un nuevo punto de entrada importante entender lo que significa, cómo se produce y cómo eliminar la comida", dijo Necto. "Y esperamos que pueda usarse para tratar la obesidad debajo del camino".