La quimiotaxis es un proceso biológico fundamental en el cual los organismos se mueven hacia o se aleja de un estímulo químico particular. El nematodo Caenorhabditis elegans posee una gran capacidad para detectar fuentes de alimento, así como para localizar posibles parejas utilizando una respuesta de quimiotaxis altamente sensible. Este comportamiento ha sido extensamente estudiado en neurociencia ya que proporciona un sistema simple pero eficaz para investigar los mecanismos subyacentes del aprendizaje y la memoria.
El equipo WMicrotracker ARENA ofrece una herramienta poderosa para investigar el comportamiento de quimiotaxis en tiempo real. El sistema proporciona una gran cantidad de datos sobre la distribución de las poblaciones de gusanos dentro de los cuadrantes de la placa, así como la cinética del índice de quimiotaxis con el tiempo.
Jemil Ahmed, en su tesis “Inhibidores de la agregación de alfa-sinucleína” (noviembre de 2022, asesor: Sunil Kumar), utilizó el sistema WMicrotracker ARENA para investigar el efecto de Ops (oligopiridilamidas) en gusanos UA196. En C. elegans, la falta de síntesis de dopamina en las neuronas DA conduce a alteraciones del comportamiento, como una disminución en la detección de alimentos. Con el tiempo, las neuronas DA en los gusanos UA196 degeneran, lo que resulta en una disminución en los niveles de dopamina. Ahmed evaluó un Ops, el compuesto NS163, para rescatar la degeneración de las neuronas DA e investigó su efecto en el comportamiento de los gusanos.
Para los experimentos, Ahmed dividió una placa de Petri en cuatro cuadrantes (Figura 1), donde se colocó en dos cuadrantes opuestos un producto químico tóxico (etanol, repelente – puntos rojos) o alimento (E. coli, atractante – puntos verdes) para los gusanos. El índice de quimiotaxis (CI) de 50 gusanos colocados en el centro de la placa se midió utilizando el sistema WMicrotracker ARENA.
El día tres de adultos, los datos cinéticos para el CI mostraron que todos los gusanos pasaron la mayor parte de su tiempo en los cuadrantes de E. coli (Figura 2A). Ninguno de los gusanos mostró déficits de comportamiento, observando una respuesta de comportamiento similar entre los gusanos de las cepas UA196 y N2. En concordancia, todas las neuronas DA en los gusanos UA196 estaban intactas.
En contraste, en el día 10 de adultos, la cinética CI de los gusanos de la cepa UA196 no mostró ninguna preferencia por el etanol o E. coli durante todo el curso del experimento (Figura 2B), lo que indica una alteración conductual causada por la degeneración de las neuronas DA. Sin embargo, los gusanos UA196 tratados con NS163 favorecieron fuertemente a E. coli en lugar del etanol, similar a los gusanos control, lo que indica que NS163 pudo rescatar el fenotipo de la cepa UA196.
Los resultados del estudio de Ahmed sugieren que NS163 puede ser un potencial agente terapéutico para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, un trastorno caracterizado por la degeneración de las neuronas productoras de dopamina.
En resumen, el sistema WMicrotracker ARENA es una herramienta poderosa para estudiar el comportamiento de C. elegans e investigar los efectos de diferentes compuestos. El estudio de Ahmed destaca el potencial de este sistema para identificar nuevos agentes terapéuticos para el tratamiento de trastornos neurológicos.
Ahmed, Jemil,
“Inhibitors of Alpha-Synuclein Aggregation” (2022). Electronic Theses and Dissertations.
2095.
https://digitalcommons.du.edu/etd/2095