Fast Photoswitchable Molecular Prosthetics Control Neuronal Activity in the Cochlea
Garrido Charles, Aida (Institut de Bioenginyeria de Catalunya)
Huet, Antoine (University Medical Center Göttingen)
Matera, Carlo (Institut de Bioenginyeria de Catalunya)
Thirumalai, Anupriya (University Medical Center Göttingen)
Hernando Campos, Jordi (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Llebaria, Amadeu (Institut de Química Avançada de Catalunya)
Moser, Tobias (University Medical Center Göttingen)
Gorostiza, Pau (Institut de Bioenginyeria de Catalunya)

Data:	2022
Resum:	Artificial control of neuronal activity enables the study of neural circuits and restoration of neural functions. Direct, rapid, and sustained photocontrol of intact neurons could overcome the limitations of established electrical stimulation such as poor selectivity. We have developed fast photoswitchable ligands of glutamate receptors (GluRs) to enable neuronal control in the auditory system. The new photoswitchable ligands induced photocurrents in untransfected neurons upon covalently tethering to endogenous GluRs and activating them reversibly with visible light pulses of a few milliseconds. As a proof of concept of these molecular prostheses, we applied them to the ultrafast synapses of auditory neurons of the cochlea that encode sound and provide auditory input to the brain. This drug-based method afforded the optical stimulation of auditory neurons of adult gerbils at hundreds of hertz without genetic manipulation that would be required for their optogenetic control. This indicates that the new photoswitchable ligands are also applicable to the spatiotemporal control of fast spiking interneurons in the brain.
Ajuts:	European Commission 945539 European Commission 101016787 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1442 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1604 Agencia Estatal de Investigación CTQ2017-89222-R Agencia Estatal de Investigación PID2020-120499RB-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 001-P-001682-CECH Agencia Estatal de Investigación PID2019- 106171RB-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-465 European Commission 670759
Nota:	Altres ajuts: CERCA Programme/Generalitat de Catalunya, Fundaluce and "la Caixa" foundations (ID 100010434, agreement LCF/PR/HR19/52160010)
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Artificial control ; Electrical stimulations ; Glutamate receptor ; Neural circuits ; Neural functions ; Neuronal activities ; Neuronal control ; Photo-switchable ; Photocontrol ; Prosthetic controls ; Cochlea ; Ligands ; Neurons ; Optogenetics ; Prostheses and Implants
Publicat a:	Journal of the American Chemical Society, Vol. 144, Num. 21 (May 2022) , p. 9229-9239, ISSN 1520-5126

DOI: 10.1021/jacs.1c12314
PMID: 35584208

11 p, 3.0 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Grup d'Electroquímica, Fotoquímica i Reactivitat Orgànica (GEFRO)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats