Los neurocientíficos e investigadores de células madre de la Universidad de Lund en Suecia han desarrollado un modelo de investigación que permite estudiar las neuronas del hipocampo humano, las células cerebrales afectadas principalmente por la patología de la enfermedad de Alzheimer. El estudio ha sido publicado en Informes de células madre .
En la enfermedad de Alzheimer, el hipocampo, una estructura del cerebro que regula la motivación, la emoción, el aprendizaje y la memoria, se ve gravemente afectado. Sin embargo, debido a la falta de disponibilidad del tejido del hipocampo, a menos que sea post-mortem, los investigadores no pueden comprender quéLos eventos primordiales que conducen a la disfunción celular y la posterior lesión neuronal son. Comprender qué vías celulares se alteran muy temprano en la enfermedad de Alzheimer permitiría el desarrollo de terapias que podrían ralentizar la enfermedad.
Investigadores en Lund han logrado generar estructuras tridimensionales similares a tejido hipocampal a partir de células madre pluripotentes inducidas iPSC, llamadas esferoides del hipocampo HS. Los esferoides están enriquecidos en las llamadas neuronas granulares.
En la mayoría de las especies de vertebrados, incluidos los humanos, se generan nuevas neuronas granulares a lo largo de la vida a través de un proceso llamado neurogénesis y se cree que contribuyen a la formación de la memoria. El nuevo método desarrollado por los científicos permitirá aumentar la producción de neuronas del hipocampo para estudiarneurogénesis humana y, lo que es más importante, examinar cómo las células del hipocampo humano, incluidas las neuronas granulares y la glía de soporte, pueden verse afectadas muy temprano en la enfermedad de Alzheimer y en los trastornos en los que se lesiona el hipocampo.
"Al utilizar la iPSC del paciente, podemos generar células cerebrales jóvenes y examinar los primeros cambios patógenos, y obtener información valiosa sobre el desarrollo y la progresión de las enfermedades cerebrales", explica Laurent Roybon, director del Laboratorio de células madre para el modelado de enfermedades del SNC en Lund.University y uno de los investigadores detrás del estudio.
Comprensión de la patología específica del paciente
Los investigadores también utilizaron HS para examinar la disfunción celular en la enfermedad de Alzheimer y, más precisamente, cómo la patogénesis celular difería entre los individuos. Generaron HS a partir de pacientes con sintomatología extrema, un paciente típico de Alzheimer que porta una mutación en el gen de la proteína precursora amiloide, y un individuo atípico portador de una mutación rara en el gen de la presenilina 1 - y examinó la patología celular.
"Curiosamente, encontramos que a pesar de exhibir algunas características comunes importantes, los HS de los dos mutantes diferían en muchas otras características, lo que de alguna manera reflejaba la gravedad de sus síntomas", explica Yuriy Pomeshchik, autor principal del nuevo estudio.
Los esferoides del hipocampo pueden tener múltiples propósitos
El trabajo desarrollado en el laboratorio del Dr. Roybon abre nuevas posibilidades, ya que sirve para múltiples propósitos :
"Los HS se pueden usar para comprender cómo se generan y maduran las células del hipocampo con el tiempo. También se pueden usar para examinar si la neurogénesis se ve afectada en los HS generados a partir de pacientes con lesión del hipocampo en comparación con los individuos de control. El análisis de los HS puede revelar quéLas disfunciones celulares ocurren al principio de la enfermedad, y si son idénticas o difieren entre pacientes portadores de formas familiares o idiopáticas. Las HS podrían aprovecharse para desarrollar tratamientos adaptados a subgrupos de pacientes, así como para comprender por qué algunos tratamientos pueden o no serbeneficioso para ellos. En última instancia, los HS podrían permitir examinar la eficacia de un tratamiento putativo antes de ser administrado, además de utilizarse como una forma de subgrupos de individuos para ensayos clínicos y reclutar supuestos respondedores. Creemos que los HS serán unherramienta importante para desarrollar terapias y brindar a los pacientes el mejor tratamiento posible ", dice Laurent Roybon.
"Empleamos HS para examinar el efecto de un gen llamado NeuroD1, que hemos estado estudiando ampliamente durante años. La expresión mediada por virus de NeuroD1 fue suficiente para aumentar el nivel de genes sinápticos, cuyos niveles se ven afectados en la enfermedad de Alzheimer. MejoraLa transmisión sináptica será clave para resolver el deterioro de la cognición en la enfermedad de Alzheimer ", dice Yuriy Pomeshchik.
"Continuaremos nuestros esfuerzos para generar esferoides a partir de pacientes diagnosticados con enfermedades neurodegenerativas, y los usaremos para obtener información sobre la disfunción celular temprana para identificar objetivos específicos de la enfermedad y relevantes para la intervención terapéutica. También presionaremos para llevar el gen NeuroD1terapia a ensayo clínico ", concluye Laurent Roybon.
Utilizando una metodología similar, los investigadores también generaron esferoides del mesencéfalo que contienen neuronas dopaminérgicas para identificar disfunciones metabólicas tempranas en las células de la enfermedad de Parkinson Chumarina et al, Acta Neuropathologica Communications, 2019.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Lund . Original escrito por Agata Garpenlind. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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