Las células madre humanas se pueden diferenciar para producir otros tipos de células, como las células de los órganos, las células de la piel o las células cerebrales. Mientras que las células orgánicas, por ejemplo, pueden funcionar de forma aislada, las células cerebrales requieren sinapsis o conectores, entre células y entreregiones del cerebro. En un nuevo estudio publicado en Neurología restaurativa y neurociencia , los investigadores informan por primera vez que crecen con éxito varias estructuras cerebrales y forman conexiones entre ellas in vitro, en un solo vaso de cultivo.
"Hemos desarrollado un sistema basado en células madre pluripotentes humanas hPSC para producir conexiones entre neuronas de dos regiones del cerebro, la neocorteza y el mesencéfalo", explicó el investigador principal, Chun-Ting Lee, PhD, que trabaja en el laboratorio de William JFreed, PhD, del Programa de Investigación Intramural, Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, Institutos Nacionales de Salud, Baltimore, MD.
Se cree que las neuronas dopaminérgicas mesencefálicas mDA y sus conexiones con otras neuronas en el cerebro están relacionadas con trastornos que incluyen abuso de drogas, esquizofrenia, enfermedad de Parkinson y quizás trastornos alimentarios, trastorno por déficit de atención e hiperactividad, síndrome de Tourette y Lesch-Síndrome de Nyhan. Sin embargo, el estudio de las neuronas mDA y las neuronas neocorticales de forma aislada no revela muchos datos sobre cómo estas células realmente interactúan en estas condiciones. Esta nueva capacidad para crecer e interconectar dos tipos de neuronas in vitro ahora ofrece a los investigadores un excelente modelo para másestudiar.
"Este método, por lo tanto, tiene el potencial de expandir el potencial de las neuronas derivadas de hPSC para permitir estudios de sistemas neuronales humanos e interconexiones que anteriormente no se podían modelar in vitro", comentó el Dr. Lee.
Usando un recipiente especial llamado "plato de curación de heridas ibidi", que contiene dos cámaras separadas por una barrera removible, los investigadores usaron hPSC para desarrollar neuronas mDA y neuronas neocorticales en las dos cámaras individuales. La barrera se eliminó después de las colonias de ambosse habían formado tipos de células y un mayor crecimiento resultó en la formación de sinapsis entre las neuronas de cada colonia.
Los experimentos futuros podrían emplear modificaciones de este método para examinar las conexiones entre dos regiones cerebrales o subtipos neuronales que se pueden producir a partir de hPSC in vitro.
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