Imágenes de calcio in vivo de las respuestas de las neuronas ganglionares geniculadas de ratón a los estímulos del gusto

Un componente clave del sistema de sabor periférico de los mamíferos es el ganglio geniculado. Además de algunas neuronas somatosensoriales que inervan el pabellón auricular del oído, el geniculado está compuesto por los cuerpos celulares de las neuronas gustativas que inervan la lengua y el paladar anteriores. Al igual que otras neuronas sensoriales periféricas, las neuronas ganglionares geniculadas son pseudo-unipolares con un axón largo que se proyecta periféricamente a las papilas gustativas, y centralmente al núcleo del tronco encefálico del tracto solitario¹. Estas neuronas se activan principalmente por la liberación de ATP por las células receptoras del gusto que responden a los estímulos gustales en la cavidad oral^2,3. El ATP es un neurotransmisor esencial para la señalización del gusto, y los receptores P2rx expresados por las neuronas ganglionares gustativas son necesarios para su activación⁴. Dado que las células receptoras del gusto expresan receptores de sabor específicos para una modalidad de sabor particular (dulce, amargo, salado, umami o agrio), se ha planteado la hipótesis de que las respuestas de las neuronas ganglionares gustativas a los estímulos gustativos también estarían estrechamente sintonizadas⁵.

Las grabaciones de nervios enteros han demostrado que tanto la cuerda tímpano como los nervios petrosales superiores mayores conducen señales gustativas que representan las cinco modalidades de sabor al ganglio geniculado^6,7. Sin embargo, esto todavía dejaba preguntas sobre la especificidad de las respuestas neuronales a un sabor dado: si hay neuronas específicas de la modalidad del gusto, neuronas polimodales o una mezcla de ambas. Los registros de fibra única dan más información sobre la actividad de las fibras individuales y sus sensibilidades químicas^8,9,10,pero esta metodología se limita a recopilar datos de un pequeño número de fibras. Del mismo modo, los registros electrofisiológicos in vivo de neuronas ganglionares geniculadas de ratas individuales dan información sobre las respuestas de neuronas individuales^11,12,13, pero aún pierden la actividad de la población y producen relativamente pocos registros de neuronas por animal. Para analizar los patrones de respuesta de los conjuntos neuronales sin perder de vista la actividad de las neuronas individuales, fue necesario emplear nuevas técnicas.

Las imágenes de calcio, especialmente utilizando indicadores de calcio codificados genéticamente como GCaMP, han proporcionado este avance técnico^{14,15,16,17,18}. GCaMP utiliza el calcio como un sustituto de la actividad neuronal, aumentando la fluorescencia verde a medida que aumentan los niveles de calcio dentro de la célula. Se siguen desarrollando nuevas formas de GCaMP para mejorar la relación señal/ruido, ajustar la cinética de unión y adaptarse a experimentos especializados¹⁹. GCaMP proporciona resolución de una sola neurona, a diferencia de la grabación de todo el nervio, y puede medir simultáneamente las respuestas de conjuntos de neuronas, a diferencia de la grabación de una sola fibra o de una sola célula. Las imágenes de calcio de los ganglios geniculados ya han proporcionado información importante sobre los perfiles de sintonía de estas neuronas en ratones de tipo salvaje^16,20, y ha identificado fenotipos de mal cableado de sabor periférico en ratones manipulados genéticamente¹⁸.

Una dificultad importante para aplicar técnicas de imagen de calcio in vivo al ganglio geniculado es que está encapsulado dentro de la bulla timpánica ósea. Para obtener acceso óptico al geniculado, se requiere una cirugía delicada para eliminar las capas de huesos, manteniendo el ganglio intacto. Para ello, hemos creado esta guía para ayudar a otros investigadores a acceder al ganglio geniculado e imaginar las respuestas fluorescentes mediadas por GCaMP de estas neuronas para saborear estímulos in vivo.