Un nuevo estudio ha revelado que los vasos sanguíneos más pequeños del cerebro humano pueden activar genes conocidos por desencadenar neuronas motoras espinales, lo que hace que las neuronas crezcan durante el desarrollo temprano. Los hallazgos podrían proporcionar información sobre cómo la esclerosis lateral amiotrófica ELA y otros trastornos neurodegenerativospuede desarrollar.
Para hacer el descubrimiento, los investigadores recrearon con éxito los tejidos vivos de los vasos sanguíneos y las neuronas motoras espinales, que controlan los músculos, fuera del cuerpo para mostrar cómo interactúan.
"Hasta ahora, la gente pensaba que estos vasos sanguíneos solo suministraban nutrientes y oxígeno, eliminaban los desechos y ajustaban el flujo sanguíneo. Mostramos que más allá de la fontanería, se están comunicando genéticamente con las neuronas", dijo Samuel Sances, PhD, investigador postdoctoral en elCedars-Sinai, Junta de Gobernadores del Instituto de Medicina Regenerativa. Es el primer autor del estudio, publicado en la revista Stem. Informes de celda .
Sances explicó que cuando un embrión humano tiene aproximadamente cuatro semanas de edad, los nuevos vasos sanguíneos comienzan a rodear una columna primitiva de células que eventualmente se convertirán en la médula espinal. Impulsadas por genes del desarrollo, algunas de estas células se convierten en neuronas motoras espinales.El estudio mostró que las células de los vasos sanguíneos más pequeños del cerebro, conocidos como capilares, son capaces de activar estos genes, que pueden estimular el crecimiento y la maduración de las neuronas motoras espinales.
dijo Sances. Además de proporcionar información sobre la biología humana, el estudio abrió una nueva vía para desentrañar los misterios de trastornos como la ELA o la enfermedad de Lou Gehrig. La ELA es un trastorno progresivo y mortal que mata las neuronas motoras. No existe una cura conocidaSegún la Asociación de ALS, más de 6,000 personas en los EE. UU. Son diagnosticadas con el trastorno cada año.
"¿Qué puede salir mal en las neuronas espinales que hace que las neuronas motoras mueran?", Preguntó Sances. "Si podemos modelar los tejidos de un paciente con ELA individual, podremos responder esa pregunta y algún día rescatar las neuronas de los pacientes con ELAa través de nuevas terapias "
Los hallazgos del estudio fueron posibles gracias a un emparejamiento único de la ciencia de las células madre con la tecnología Organs-on-Chips, que recrea la biología humana en entornos de microingeniería.
Los investigadores de Cedars-Sinai primero tomaron muestras de células de la piel de adultos y las reprogramaron genéticamente en células madre pluripotentes inducidas, que pueden crear cualquier tipo de célula, en este caso, neuronas motoras espinales y el revestimiento de los capilares del cerebro. El equipocolocó estas células en los pequeños canales de Organ-Chips, que están hechas de polímero flexible y son del tamaño de baterías AA. En los chips, alimentados por fluidos especiales, las células de los dos tejidos diferentes prosperaron e interactuaron entre sí.
"Este estudio nos dijo algo importante sobre cómo se desarrollan nuestras neuronas", dijo Clive Svendsen, PhD, profesor de Medicina y Ciencias Biomédicas, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores Cedars-Sinai y autor principal del estudio.El siguiente paso, agregó, los investigadores están desarrollando planes para utilizar la tecnología de chip para comparar las interacciones de las neuronas de los vasos en pacientes con ELA con las de las personas sin ELA.
La investigación es parte del nuevo programa Patient-on-a-Chip, una colaboración entre Cedars-Sinai y Emulate Inc. en Boston para ayudar a predecir qué tratamientos de enfermedades serían más efectivos según la composición genética y la variante de la enfermedad de un paciente.Emulate produce los chips de órganos utilizados en el programa. Geraldine A. Hamilton, PhD, presidenta y directora científica de Emulate, es coautora del estudio de la neurona motora espinal.
En febrero, los investigadores de las dos organizaciones anunciaron que habían usado un Intestine-Chip para modelar un revestimiento intestinal humano.
El programa Paciente en un chip es una iniciativa importante 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 erade salud personalizada.
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Materiales proporcionado por Centro médico Cedars-Sinai . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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