Los científicos no pueden hacer una copia viva de su cerebro fuera de su cuerpo. Eso es materia de ciencia ficción. Pero en un nuevo estudio, recrearon un componente crítico del cerebro, la barrera hematoencefálica, que funcionaba como lo haría en elindividuo que proporcionó las células para hacerlo. Su logro - detallado en un estudio publicado hoy en la revista revisada por pares Célula madre celular - proporciona una nueva forma de hacer descubrimientos sobre trastornos cerebrales y, potencialmente, predecir qué medicamentos funcionarán mejor para un paciente individual.
La barrera hematoencefálica actúa como un guardián al bloquear las toxinas y otras sustancias extrañas en el torrente sanguíneo para que no entren en el tejido cerebral y lo dañen. También puede evitar que los posibles fármacos terapéuticos lleguen al cerebro. Trastornos neurológicos como la esclerosis lateral amiotrófica LouLa enfermedad de Gehrig, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington, que afectan colectivamente a millones de personas, se han relacionado con barreras defectuosas de la sangre y el cerebro que evitan las biomoléculas necesarias para una actividad cerebral saludable.
Para su estudio, un equipo dirigido por investigadores de Cedars-Sinai generó células madre conocidas como células madre pluripotentes inducidas, que pueden producir cualquier tipo de célula, usando muestras de sangre de un adulto individual. Usaron estas células especiales para producir neuronas, sangre-revestimientos de vasos y células de soporte que juntas forman la barrera hematoencefálica. Luego, el equipo colocó los diversos tipos de células dentro de Organ-Chips, que recrearon el microambiente del cuerpo con la fisiología natural y las fuerzas mecánicas que las células experimentan dentro del cuerpo humano.
Las células vivas pronto formaron una unidad funcional de una barrera hematoencefálica que funciona como lo hace en el cuerpo, incluido el bloqueo de la entrada de ciertos medicamentos. Significativamente, cuando esta barrera hematoencefálica se derivó de células de pacientes con enfermedad de Huntington oEl síndrome de Allan-Herndon-Dudley, un trastorno neurológico congénito raro, la barrera funciona mal de la misma manera que lo hace en pacientes con estas enfermedades.
Si bien los científicos han creado barreras hematoencefálicas fuera del cuerpo antes, este estudio avanzó aún más en la ciencia al usar células madre pluripotentes inducidas para generar una barrera hematoencefálica funcional, dentro de un órgano-chip, que mostraba un defecto característico del individuoenfermedad del paciente.
Los hallazgos del estudio abren una vía prometedora para la medicina de precisión, dijo Clive Svendsen, PhD, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores Cedars-Sinai. "La posibilidad de utilizar un modelo multicelular específico para el paciente de una barrera hematoencefálicaen un chip representa un nuevo estándar para el desarrollo de la medicina predictiva y personalizada ", dijo. Svendsen, profesor de medicina y ciencias biomédicas, fue el autor principal del estudio.
La investigación combinó la innovadora ciencia de células madre de los investigadores de Cedars-Sinai en Los Ángeles con la avanzada tecnología de órganos en chips de Emulate, Inc. en Boston. El sistema de emulación humana de Emulate recrea el microambiente que las células requieren para exhibir un sin precedentesnivel de función biológica y de comportarse como lo hacen en el cuerpo humano. El sistema consta de instrumentación, aplicaciones de software y chips de órganos, aproximadamente del tamaño de baterías AA, con pequeños canales fluídicos revestidos con decenas de miles de células humanas vivas.
Los primeros autores del estudio son Gad Vatine, PhD, de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Beer Sheva, Israel, un ex científico postdoctoral en Cedars-Sinai; Riccardo Barrile, PhD, de Emulate, un ex postdoctoralmiembro de Cedars-Sinai; y Michael Workman, estudiante de doctorado en la Escuela de Graduados de Ciencias Biomédicas Cedars-Sinai.
La investigación es uno de varios proyectos de colaboración que involucran a Cedars-Sinai y Emulate, Inc., que en febrero de 2018 anunció un programa conjunto de paciente en chip para ayudar a predecir qué tratamientos de enfermedades serían más efectivos en función de la genética del pacienteMaquillaje y variante de la enfermedad. El programa es una iniciativa de Cedars-Sinai Precision Health, cuyo objetivo es impulsar el desarrollo de la tecnología más nueva y la mejor investigación, junto con la mejor práctica clínica, para permitir rápidamente una nueva era de salud personalizada.
Divulgación: Cedars-Sinai posee una participación minoritaria en Emulate, Inc. Un funcionario de Cedars-Sinai es miembro de la junta directiva de Emulate. Emulate no proporcionó apoyo financiero para esta investigación. Seis de los autores del estudio son empleados y accionistas de Emulate.
Financiamiento: La investigación reportada en esta publicación fue apoyada por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Translacionales de los Institutos Nacionales de Salud con el número de premio 1UG3NS105703, el Instituto de Medicina Regenerativa de California, la Asociación ALS,Sherman Family Foundation y Israel Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico Cedars-Sinai . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :