Investigadores de la Universidad de Tufts han descubierto una nueva técnica para generar células madre neurales humanas de rápida diferenciación para su uso en una variedad de aplicaciones de ingeniería de tejidos, incluido un modelo tridimensional del cerebro humano, según un artículo publicado en Informes de células madre . El trabajo podría allanar el camino para experimentos que diseñen otros tejidos inervados, como la piel y la córnea, y para el desarrollo de modelos cerebrales humanos con enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.
Los investigadores convirtieron los fibroblastos humanos y las células madre derivadas de tejido adiposo en líneas estables de células madre neurales inducidas por humanos hiNSC que adquieren las características de las neuronas activas en tan solo cuatro días, en comparación con las típicas cuatro semanas, según el artículo.Las células madre neurales son resistentes, se pueden congelar, pasar indefinidamente y tienen atributos únicos que les permiten crecer bien in vitro con otros tipos de células, como el músculo esquelético. Cuando se inyectan en un embrión de pollo en etapa temprana, las hiNSC se incorporan alcerebro, así como las neuronas del sistema nervioso periférico que inervan tejidos en una extremidad en desarrollo.
Los investigadores no son los primeros en generar hiNSC, pero su proceso parece ser más simple, más rápido y más confiable que los protocolos existentes, según el documento.
"Este descubrimiento podría ayudar a reducir una barrera significativa para el progreso en los estudios biológicos e in vitro del sistema nervioso humano", dijo el autor correspondiente David L. Kaplan, Ph.D., Profesor de la familia Stern en el Departamento de Ingeniería Biomédica de TuftsEscuela de Ingeniería. "Los resultados iniciales sugieren que las hiNSCs son útiles para futuras aplicaciones biomédicas, como ensayos de fármacos de alto rendimiento, cocultivos complejos con inervación y modelos tridimensionales que utilizan células normales y enfermas". Kaplan también es miembro de Cell,Profesores del programa de posgrado en Biología Molecular y del Desarrollo en la Escuela Sackler de Ciencias Biomédicas para Graduados en Tufts.
El trabajo se basa en la investigación de ingeniería de tejidos anterior de Kaplan. En 2014, un equipo de investigadores dirigido por Kaplan dio a conocer el primer modelo tridimensional complejo reportado hecho de tejido cortical similar al cerebro que exhibía respuestas bioquímicas y electrofisiológicas y podía funcionar en el laboratoriodurante meses. El modelo utilizó neuronas corticales, derivadas de ratas, cultivadas sobre un andamio poroso más rígido hecho de proteína de seda fundida.
El descubrimiento más reciente permitió a los investigadores crear un modelo tridimensional funcional del cerebro humano utilizando neuronas derivadas de células humanas cultivadas sobre el mismo andamio de proteína de seda y colágeno. Al tomar imágenes de esas redes, los investigadores también pudieron ver neuronasdisparando hacia adelante y hacia atrás, demostrando su funcionalidad.
La capacidad de generar células más rápidamente podría permitir el desarrollo de modelos tridimensionales más grandes y sostenibles, dijo Dana M. Cairns, investigadora postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Tufts y primera autora del artículo.
"La rápida diferenciación de las células acelera el descubrimiento en el laboratorio", dijo. "Por ejemplo, otros modelos cerebrales emergentes a menudo requieren meses de crecimiento antes de que el modelo llegue a una etapa en la que se puede considerar un tejido similar al cerebro. Por el contrario,, después de algunas semanas en estos andamios, ya han desarrollado redes neuronales ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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