Investigadores de la Universidad de Tufts han creado una red neuronal funcional de células cerebrales. La capacidad de bioimprimir tejido cerebral les permitirá experimentar con tratamientos para varios trastornos neuronales como el Parkinson y el Alzheimer para crear curas potenciales.
Con una combinación de impresión 3D e investigación con células madre, los científicos utilizaron células madre pluripotentes (iPSC) para crear las redes neuronales. Con esta capacidad, pudieron evitar las desventajas de la recolección de muestras neuronales estándar. Por lo general, los investigadores recolectarían las células de pacientes muertos, lo que limita el tamaño y la calidad de la muestra.
Esto también les permitió profundizar en investigaciones previas con ratones de laboratorio. En general, lograron obtener resultados prometedores. Los investigadores tomaron células madre de sujetos sanos, así como de pacientes con Parkinson y Alzheimer. El grupo les generó un modelo de tejido que les permitiría observar los niveles de crecimiento y expresión de genes mientras evalúan las posibilidades de “generar modelos de tejido cerebral derivados del paciente”. La investigación involucra neuronas y células astrogliales que interactúan en un entorno 3D, por lo que es más realista. Exhiben actividad neuronal espontánea confirmable a través de registros electrofisiológicos e imágenes de calcio durante nueve meses.
Modelos de células madre
“ Encontramos las condiciones adecuadas para que las iPSC se diferenciaran en varios subtipos neuronales diferentes, así como en astrocitos que apoyan las redes neuronales en crecimiento ”, explica el ingeniero biomédico de la Universidad de Tufts y coautor del estudio, David L. Kaplan. “ Los andamios de seda y colágeno proporcionan el entorno adecuado para producir células con las firmas genéticas y la señalización eléctrica que se encuentran en los tejidos neuronales nativos. »
Los investigadores también promocionan la versatilidad que proporciona el sistema. Los investigadores esencialmente pueden manipular los cultivos para apoyar una variedad de aplicaciones experimentales. Planean estudiar el desarrollo de la red, la maduración, la plasticidad, la degeneración y mucho más. Por tanto, pueden derivar objetivos para la investigación farmacéutica y el desarrollo de fármacos.
La investigación podría arrojar luz sobre varias enfermedades incurables como la de Huntington y las enumeradas anteriormente. Con una comprensión profunda del desarrollo de las vías neuronales durante la formación de estos trastornos particulares, los investigadores podrían desarrollar soluciones preventivas y pautas de diagnóstico en lugar de aquellos métodos que intentan soluciones después del hecho. En general, la investigación proporciona información crucial sobre las facetas inexploradas de la neurobiología.
Imágenes destacadas cortesía de la Universidad de Tufts .
