El microsensor electroquímico permite el estudio en tiempo real de la dinámica de la serotonina en el cerebro

La desregulación de la serotonina juega un papel en muchos trastornos psiquiátricos, incluida la depresión severa y la ansiedad. en el diario Angewandte Chemie, un equipo de investigación ha presentado un microsensor electroquímico implantable que permite estudiar la dinámica de la serotonina en el cerebro en tiempo real. A diferencia de los sensores anteriores, estos no se desactivan por el depósito de productos de oxidación de la serotonina porque la medición se produce sin flujo de corriente.

La serotonina, también conocida como la “hormona de la felicidad”, es uno de nuestros neurotransmisores más importantes y regula muchos procesos en nuestro cerebro, especialmente nuestros sentimientos, pero también el apetito, la memoria y el sueño. Una mejor comprensión de estos procesos a nivel molecular podría mejorar el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades mentales. Los métodos electroquímicos anteriores trabajaban con un microelectrodo, en el que se oxida directamente la serotonina y se mide la corriente resultante. Sin embargo, los productos de oxidación resultantes polimerizan, se adhieren a la superficie del electrodo (ensuciamiento) y desactivan rápidamente el sensor (cerca del 90 % de pérdida de señal en 30 minutos).

Un equipo dirigido por Ying Jiang y Lanqun Mao en la Universidad Normal de Beijing y la Academia de Ciencias de China (Beijing, China) ahora ha desarrollado un sensor de serotonina que proporciona señales extremadamente estables, incluso durante experimentos a largo plazo, porque casi no hay incrustaciones debido a la serotonina. se producen oligómeros. El método se basa en la potenciometría redox galvánica (GRP), que es una técnica de corriente cero.

El núcleo del sensor es un electrodo bipolar diminuto, que puede describirse de manera simplista como una varilla con un extremo que sobresale en el líquido que se mide mientras que el otro está en una solución electrolítica con propiedades electroquímicas que se ajustan con precisión a la molécula del analito. Se establece un contacto eléctrico exclusivamente a través de la solución electrolítica. En un extremo del electrodo se establece un equilibrio electroquímico entre iones electrolíticos en varios estados de carga (en este caso: IrCl₆^2–/IrCl₆^3–), en el otro extremo, hay un equilibrio entre la serotonina y su forma oxidada. Mediante el uso de un dispositivo para medir el voltaje, es posible medir la diferencia de potencial establecida espontáneamente con respecto a un electrodo de referencia. Esta diferencia depende de la concentración de serotonina. Debido a que solo se mide el voltaje y no fluye corriente, casi no hay depósito de productos oligoméricos de serotonina. Las mediciones cuantitativas son posibles en una amplia gama de concentraciones y durante un largo período de tiempo.

Los sensores implantados en los cerebros de los conejillos de indias pudieron seguir la liberación de serotonina después de la estimulación con iones de potasio en tiempo real. El equipo hizo una observación interesante después de administrar Escitalopram, un inhibidor de la recaptación de serotonina que a menudo se receta para tratar la depresión severa y los trastornos de ansiedad. Su actividad parece depender más de la ralentización del proceso de captación que de la modulación de la concentración de serotonina extracelular. Esta idea podría ser importante para el tratamiento de los trastornos psiquiátricos.