Abertura da Barreira Hematoencefálica Induzida por Ultrassom Focalizado para Atingir Estruturas Cerebrais e Avaliar a Neuromodulação Quimiogenética

A quimiogenética acusticamente direcionada (ATAC) permite o controle não invasivo de circuitos neurais específicos. A ATAC alcança esse controle por meio de uma combinação de abertura da barreira hematoencefálica induzida por ultrassom focalizado (FUS), entrega gênica com vetores virais adenoassociados (AAV) e ativação da sinalização celular com receptores proteicos quimiogenéticos e seus ligantes cognatos. Com o ATAC, é possível transduzir regiões cerebrais grandes e pequenas com precisão milimétrica usando uma única aplicação de ultrassom não invasiva. Essa transdução pode permitir mais tarde uma neuromodulação a longo prazo, não invasiva e livre de dispositivos em animais que se movem livremente usando uma droga. Uma vez que FUS-BBBO, AAVs e quimiogenética têm sido usados em vários animais, o ATAC também deve ser escalável para uso em outras espécies animais. Este artigo expande um protocolo publicado anteriormente e descreve como otimizar a entrega de genes com FUS-BBBO para pequenas regiões cerebrais com orientação por RM, mas sem a necessidade de um dispositivo FUS complicado compatível com RM. O protocolo também descreve o design de componentes de direcionamento e contenção de mouse que podem ser impressos em 3D por qualquer laboratório e podem ser facilmente modificados para diferentes espécies ou equipamentos personalizados. Para auxiliar na reprodutibilidade, o protocolo descreve detalhadamente como as microbolhas, os AAVs e a punção venosa foram utilizados no desenvolvimento da ATAC. Finalmente, um exemplo de dados é mostrado para orientar as investigações preliminares de estudos utilizando ATAC.