Investigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio TMDU utilizan células madre embrionarias de ratón para diseñar organoides cardíacos funcionales tridimensionales que se asemejan al corazón en desarrollo
El desarrollo del corazón, tal como ocurre in vivo, o en un organismo vivo, es un proceso complejo que tradicionalmente ha sido difícil de imitar in vitro o en el laboratorio. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio TMDUdesarrolló organoides cardíacos funcionales tridimensionales a partir de células madre embrionarias de ratón que se parecen mucho al corazón en desarrollo.
El corazón consta de múltiples capas de tejido que incluyen muchos tipos de células diferentes, incluido el músculo cardíaco en funcionamiento, las células del tejido conectivo y las células que forman los vasos sanguíneos. Estas células trabajan juntas para garantizar un funcionamiento adecuado del corazón y, por lo tanto, el suministro constantede sangre fresca y oxigenada al resto del cuerpo. El estudio de todas las formas de enfermedad cardíaca en el laboratorio y el desarrollo de nuevos medicamentos para tratar estas enfermedades requieren modelos de enfermedad que se asemejen mucho al corazón real. Si bien se han realizado esfuerzos para generar células del músculo cardíaco envitro, estas células se presentan como grupos sin la organización tisular vista in vivo.
"A pesar de su función aparentemente simple, el corazón es un órgano complejo con una estructura aún más compleja", dicen los autores correspondientes del estudio, los profesores Jiyoung Lee y Fumitoshi Ishino. "Para lograr ese nivel de complejidad estructural, durante el desarrollo, el corazón esexpuestos a una miríada de señales. Queríamos aprovechar nuestro conocimiento de las moléculas de señalización durante el desarrollo del corazón y generar organoides cardíacos que se asemejen más al corazón en desarrollo que las técnicas actuales ".
Para lograr su objetivo, los investigadores analizaron los factores involucrados en el desarrollo del corazón in vivo y especularon que la proteína factor de crecimiento de fibroblastos 4 FGF4 y un complejo que consta de las proteínas laminina y entactina complejo LN / ET, todosque se conocen se expresan en el corazón embrionario, son necesarias y suficientes para permitir la similitud estructural entre los organoides del corazón y el corazón embrionario real. De hecho, las células madre embrionarias de ratón expuestas a FGF4 y LN / ET mostraron una similitud considerable con el corazón en desarrollo basado enanálisis estructurales y moleculares.
Curiosamente, el proceso de desarrollo en los organoides del corazón refleja de cerca los cambios morfológicos durante el desarrollo del corazón embrionario in vivo. Una mirada más cercana a los componentes celulares que componen los organoides del corazón reveló que las células del corazón embrionario, incluidas las células de las cuatro cámarasasí como del sistema de conducción, estuvieron presentes en la organización estructural observada durante el desarrollo embrionario. Es importante destacar que los organoides del corazón poseían propiedades funcionales cercanas a su contraparte in vivo.
"Estos son resultados sorprendentes que muestran cómo nuestro método proporciona un modelo biomimético del corazón en desarrollo utilizando un protocolo bastante simple. Esta herramienta podría ser útil para estudiar los procesos moleculares durante el desarrollo del corazón y para desarrollar y probar nuevos medicamentos contra las enfermedades cardíacas", dicen los profesores Lee e Ishino.
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Materiales proporcionado por Universidad Médica y Dental de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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