Síntesis, diseño y caracterización de compuestos enjaulados para su uso in vivo

• Autores: Andino Pavlovsky, Victoria
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Etchenique, Roberto Argentino
• Materia: COMPUESTO ENJAULADO; RUTENIO; DOPAMINA; DOS FOTONES; ACOPLAMIENTO FASE; AMPLITUD; CAGED COMPOUND; RUTHENIUM; DOPAMINE; TWO PHOTON; PHASE FREQUENCY COUPLING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo se describe la síntesis y caracterización de compuestos enjaulados abase de rutenio para ser utilizados en experimentos neurofisiológicos in vivo. Estoscompuestos pueden liberar diversos neurotransmisores/neuromoduladores al serirradiados con luz visible, ya fueron probados con éxito en distintas preparaciones invitro y existen resultados preliminares de su posible uso en animales bajo anestesia. Aquí se muestra por primera vez la posibilidad de alterar la actividad cerebral a travésde la administración y posterior activación con luz de compuestos enjaulados derutenio en animales moviéndose libremente. En particular, se presenta un nuevomiembro de la familia de estos compuestos, la RuBi-Dopa, la cual libera elneuromodulador dopamina al ser irradiado con luz. Su funcionalidad es probada tantoen régimen de un fotón con luz visible (405-532 nm) como de dos fotones con luzinfrarroja (800 nm), demostrando así el amplio espectro de posibilidades que ofreceeste nuevo complejo. Luego de su liberación, el neuromodulador actúa sobre losreceptores correspondientes provocando cambios en la actividad neuronal. Paramostrar esto, RuBi-Dopa fue liberada en régimen de dos fotones logrando una granresolución espacial tal que permitió estimular neuronas a nivel de espinas dendríticas. El compuesto también se administró en ratas vivas y moviéndose libremente,observando alteraciones en la actividad cerebral luego de su activación a través deuna fibra óptica ubicada en el cerebro, demostrando así su funcionalidad in vivo, sinefectos secundarios detectables.
Ruthenium-based caged compounds are complexes capable of releasing biologicallyrelevant molecules when irradiated with visible light. This raises the possibility ofstimulating neurons and tissues with high spatial and temporal resolution. In paststudies, they have been used in different systems to activate neuronal receptors in vitroas well as in vivo experiments. A recently incorporated member of the ruthenium-basedcaged compounds family is RuBi-Dopa, a complex that releases the neuromodulatordopamine when irradiated with blue/green light. This complex has recently been usedto activate dopamine receptors at the level of single dendritic spines. In the presentwork, we report for the first time the use of a ruthenium-based caged compound in live,freely-moving rats. The animals were chronically implanted in prefrontal cortex with amulti-electrode matrix containing a cannula through which the complex is injected and afiber optic is placed that allows the light to activate it. As the animal is allowed to freelyexplore the arena, neuronal activity is recorded before, during and after the dopaminerelease. We found significant changes in neuronal activity induced by dopamineuncaging, as changes in the strength and frequency range of the phase-amplitudemodulation in prefrontal cortex. Thus, we present here a novel method for theadministration and activation of ruthenium-based caged compounds in live, freelymovinganimals, opening the possibility to stimulate many kinds of neuronal receptorswithout any previous treatment.
Fil: Andino Pavlovsky, Victoria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.