Los investigadores de Johns Hopkins informan que un tipo de células nerviosas humanas cultivadas en laboratorio pueden asociarse con las células del músculo cardíaco para estimular las contracciones. Debido a que las células nerviosas que latían del corazón se derivaron de células madre pluripotentes inducidas iPS que a su vez se hicieron deLos investigadores creen que las células de la piel humana, conocidas como células nerviosas simpáticas, serán una ayuda en el estudio de los trastornos que afectan el sistema nervioso, es decir, los científicos podrán cultivar células nerviosas en el laboratorio que replican pacientes particulares'enfermedades.
Gabsang Lee, Ph.D., DVM, que dirigió el estudio, dice que sus experimentos se inspiraron en parte por el hecho de que muchos fármacos prometedores fallan en los ensayos clínicos debido a los efectos secundarios del sistema nervioso, incluido el aumento de la presión arterial ". Nuestro trabajoavanza la posibilidad de que algún día podamos predecir mejor qué medicamentos afectarán negativamente el funcionamiento de nuestros órganos vitales simplemente probándolos en células cultivadas en laboratorio ", agrega.
Un resumen de los hallazgos aparecerá en línea el 16 de junio en la revista Célula madre celular .
Las células nerviosas simpáticas son parte del llamado sistema nervioso simpático que activa y regula más o menos automáticamente la respiración, la frecuencia cardíaca, el enfoque visual, la digestión y la respuesta al miedo. Las células conectan el cerebro con los ojos, los vasos sanguíneos y la mayoría de los órganos internosórganos, y rara vez son influenciados por el pensamiento consciente.
Cuando estas células se activan, provocan la liberación de moléculas de señalización como la noradrenalina, que hacen cosas como dilatar las pupilas y las vías respiratorias de los pulmones, contraer los vasos sanguíneos para aumentar la presión arterial y aumentar la frecuencia y la fuerza del latido cardíaco. Mal funcionamiento del nervio simpáticolas células pueden contribuir a muchos trastornos, incluida la presión arterial alta y otras afecciones cardíacas.
Para sus experimentos, el grupo de investigación de Lee comenzó con células madre embrionarias humanas y células iPS, luego las modificó genéticamente para que brillaran en verde si se activaban ciertos genes maestros, un simple signo visual de que las células se estaban convirtiendo en células nerviosas simpáticas.
Al probar múltiples combinaciones de productos químicos, el equipo finalmente encontró una receta que llevó a las células madre a través de diferentes fases de maduración, similar a lo que sucede durante el desarrollo embrionario, para convertirse en células nerviosas simpáticas. Compararon las proteínas que las células producían y las corrientes eléctricasgeneraron los patrones conocidos de células nerviosas simpáticas y de otro tipo, e informaron que eran consistentes con lo que se encuentra en las células nerviosas simpáticas comunes.
Para averiguar si las células nerviosas cultivadas en el laboratorio podrían emparejarse correctamente con las células objetivo y dirigir su funcionamiento, los investigadores las cultivaron junto con las células del músculo cardíaco de tres fuentes diferentes: ratones recién nacidos, células madre embrionarias de ratón y células iPS humanas.las células nerviosas conectadas con las células musculares de las tres fuentes, aunque cuando el equipo agregó nicotina para estimular las células nerviosas, solo las células musculares de los ratones recién nacidos respondieron latiendo más rápido. Ese resultado necesita más estudio, dice Lee, pero podría ser porque algunos delas células musculares eran demasiado inmaduras
En el lado positivo, dice Lee, porque la investigación previa mostró que las conexiones de trabajo entre las células nerviosas y sus tejidos objetivo pueden ayudar a las células nerviosas a madurar durante el desarrollo, el equipo examinó las células nerviosas crecidas con y sin células del músculo cardíaco. Como se predijo, nervios simpáticoscrecido con células del músculo cardíaco parecía más maduro, en función de las proteínas que liberaron, que sus contrapartes segregadas.
"La pregunta clave en el campo de las células madre es, ¿cómo podemos hacer células maduras de todo tipo en el cuerpo?", Dice Lee. "Ahora podemos eliminar las células nerviosas simpáticas de la lista, aunque seguiremos estudiando su proceso de maduraciónpara averiguar qué cambios moleculares son causados por su conexión con las células cardíacas "
Su equipo también evaluará la capacidad de los nervios para emparejarse con otros tejidos objetivo, como los vasos sanguíneos y la grasa marrón, que están controlados por el sistema nervioso simpático y están involucrados en trastornos como la presión arterial alta, la diabetes y la obesidad.controle el consumo de calorías y la temperatura corporal. Lee dice que el emparejamiento de tejidos objetivo se puede combinar con el estudio de las células nerviosas hechas de pacientes con esas enfermedades para aprender cómo los errores genéticos de diferentes pacientes influyen en el funcionamiento de los nervios.
Otros autores del informe incluyen Yohan Oh, Gun-Sik Cho, Zhe Li, Ingie Hong, Renjun Zhu, Min-Jeong Kim, Yong Jun Kim, Emmanouil Tampakakis, Leslie Tung, Richard Huganir, Xinzhong Dong y Chulan Kwon delEscuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Este trabajo fue apoyado por subvenciones del Premio Robertson Investigator de la Fundación de Células Madre de Nueva York, el Fondo de Investigación de Células Madre de Maryland MSCRF / TEDCO y la Fundación de Investigación Médica Adrienne Helis Malvin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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