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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/102| EVALUACIÓN DE LOS NANOTUBOS DE CARBONO SOBRE EL RECEPTOR NEURONAL MEMBRANAL DOPAMINÉRGICO DE HELIX ASPERSA | |
| ESTEFANIA EILEEN MENDOZA ORTEGA | |
| ERASMO ORRANTIA BORUNDA JUAN BERNAL MARTINEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Desde su descubrimiento, los nanotubos de carbono (NTC) han tenido muchas aplicaciones en
diversas áreas del conocimiento debido a sus propiedades intrínsecas que presentan, tales
como alta conductividad eléctrica, buena resistencia mecánica, estructura macroporosa y
mesoporosa, entre otras. Estas propiedades han favorecido su uso en sistemas biológicos
como biosensores y como andamios para cultivo de distintas estirpes celulares, en particular
de cultivo y crecimiento de tejidos neurales. En estos abordajes, los nanotubos están
dispuestos en monocapas sobre cámaras de cultivo o sobre sistemas de registro eléctrico
múltiple (MEA-S, por sus siglas en inglés) y han mostrado características de biocompatibilidad
y aparente baja toxicidad. Sin embargo, existen distintos resultados controversiales acerca de
la toxicidad de NTC cuando estos son aplicados en el medio extracelular que baña a las
neuronas. En algunos casos se ha reportado alta toxicidad de NTC y el bloqueo específico de
canales iónicos presentes en la membrana neuronal como son canales de potasio y calcio
dependientes de voltaje. Al parecer dicha toxicidad está relacionada con contaminantes
presentes en los nanotubos y con el tamaño de dichos nanotubos, es decir a menor tamaño
del nanotubo, mayor toxicidad. Aun así, no se ha estudiado si los NTC son capaces de
bloquear o afectar las permeabilidades iónicas activadas por agonistas químicos a su receptor
membranal (canales iónicos dependientes de ligando) tales como Acetilcolina, Dopamina y
Glutamato.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar los posibles efectos tóxicos de nanotubos de
carbono de pared múltiple (NTCPM) sobre la permeabilidad iónica del canal-receptor activado
por la unión a Dopamina en células nerviosas del invertebrado Helix aspersa.
Se sintetizaron nanotubos de carbono de pared múltiple por el método de spray pirólisis,
posteriormente estos nanotubos de carbono fueron funcionalizados con tratamiento ácido. La
caracterización de NTCPM se llevó a cabo antes y después de la funcionalización por los
métodos de microscopia electrónica de barrido de alta resolución (FESEM), espectroscopia
RAMAN y espectroscopia infrarroja. Además, se llevaron a cabo estudios con microscopia
confocal y FESEM para evaluar el grado de dispersión de los NTCPM funcionalizados.
El material biológico utilizado en el este trabajo fueron neuronas identificadas del caracol de
jardín Helix aspersa. En específico, se utilizó la neurona 1F en estos experimentos. Los nanotubos de carbono de pared múltiple fueron aplicados a las neuronas, dispersándolos en solución Ringer de caracol a concentraciones de 10 -100 mM y se evaluó su distribución topográfica sobre la membrana celular de neuronas de caracol utilizando la técnica de microscopia electrónica de barrido de alta resolución y microscopia confocal. Para los experimentos de registro intracelular, se utilizó la técnica convencional de fijación de corriente para evaluar las propiedades electrofisiológicas del receptor membranal activado por Dopamina en la neurona 1F. Esta misma técnica se utilizó para evaluar los posibles efectos tóxicos de NTCPM sobre el receptor dopaminérgico de la neurona 1F de Helix aspersa. 6 Se llevó a cabo la síntesis, funcionalización y caracterización de nanotubos de carbono de pared múltiple de una manera eficiente, obteniendo NTCPM con altos grados de pureza. Se comprobó por microscopia electrónica de barrido y microscopia confocal que los nanotubos de carbono debidamente sintetizados y funcionalizados, se pueden dispersar en soluciones acuosas como lo es la solución Ringer de caracol. A su vez, se comprobó por FESEM que los NTCPM dispersos en esta solución, se unen o adhieren con alta afinidad a la membrana celular de neuronas del caracol Helix aspersa. Además, se lograron caracterizar los receptores dopaminérgicos dependientes de ligando en la neurona 1F del invertebrado Helix aspersa. Se realizaron diversos experimentos con los fármacos Metoclopramida y Ergometrina. Del primero, no se tenía registro alguno sobre la respuesta que produce en los receptores dopaminérgicos y se le logró identificar como antagonista. Del segundo fármaco, se descubrió que actúa como antagonista dopaminérgico con efecto irreversible. Se trabajó con reactivos comerciales obteniéndose respuestas favorables, lo que demuestra la compatibilidad de los fármacos utilizados en seres humanos con el modelo biológico Helix aspersa. Y por último, se demostró que los nanotubos de carbono de pared múltiple no bloquean las señales bioeléctricas. Por el contrario, se observó un aumento en la actividad eléctrica y una mayor permeabilidad en los canales de Na+ y K+ activados por el neurotransmisor Dopamina. | |
| 2016-02 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| BIOQUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencia de Materiales |
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