Los investigadores del Instituto Whitehead han creado una nueva plataforma de modelado humano-ratón que podría usarse para estudiar el desarrollo de la cresta neural, así como el modelado de una variedad de enfermedades, incluidos cánceres como el melanoma y la neurofibromatosis.
"Introdujimos células madre comprometidas con humanos en la etapa correcta en el embrión de ratón en el útero y las hicimos integrar en los tejidos en desarrollo", dice Rudolf Jaenisch, miembro fundador de Whitehead. "Los resultados son alentadores y proporcionan una prueba de principio, un aspecto importanteprimer paso hacia el objetivo de generar ratones que transporten células humanas relevantes para la enfermedad en el tejido relevante "
Las quimeras humano-ratón resultantes llenarían un vacío importante en la investigación de enfermedades, ya que los modelos existentes no imitan con precisión ciertas enfermedades y estados de enfermedad. El cáncer se estudia con frecuencia al implantar células de tumores humanos en ratones, pero este enfoque no proporciona información sobreiniciación y progresión tumoral sólida. Las enfermedades complejas con latencias prolongadas, como el Alzheimer y el Parkinson, pueden modelarse parcialmente usando células madre pluripotentes inducidas iPSC. Sin embargo, el cultivo a corto plazo en un plato no puede capturar el largo proceso de progresión de la enfermedad en la vidaorganismo.
Para superar estas limitaciones, los científicos en el laboratorio de Jaenisch desarrollaron un método que utilizó inicialmente en 1985 para crear quimeras humano-ratón. En la investigación actual, el equipo, dirigido por el investigador postdoctoral Malkiel Cohen, inyectó embriones de ratón en el útero con cresta neuralcélulas NCC derivadas de células madre embrionarias humanas hESCs e iPSCs humanas. Los investigadores teorizaron que, si tienen éxito, los NCC implantados se diferenciarían e integrarían perfectamente en sus ratones anfitriones.
Los NCC son células multipotentes que dan lugar a un linaje limitado, incluido el sistema nervioso periférico y los melanocitos que producen el pigmento que se encuentra en la piel y el cabello. Durante el desarrollo, los NCC migran a través del embrión. Los NCC implantados, que habían sido etiquetados con verdeLa proteína fluorescente GFP exhibió patrones de migración similares. Aproximadamente el 27% de los embriones implantados tenían NCC marcados con GFP presentes durante el desarrollo, una frecuencia similar a la que vieron Cohen y Jaenisch en un experimento paralelo con quimeras de ratón-ratón.
Debido a que los NCC se implantaron en ratones blancos que carecían de pigmento, cualquier vello pigmentado por las células derivadas de los NCC donantes es notablemente más oscuro. Aproximadamente el 35% de los ratones resultantes tenían pelos negros aislados en la cabeza, lo que indica que los NCC implantados se habían diferenciado con éxitoe integrado en los ratones hospedadores. Aunque un porcentaje similar de quimeras de ratón-ratón tenían pelos negros, esos ratones tenían una contribución expandida de pelos oscuros que los escasos presentes en los abrigos de quimeras de ratón-humano.
Tanto Cohen como Jaenisch ahora están trabajando para mejorar la tasa de integración.
"Las barreras clave para que las células humanas se integren funcionalmente en el embrión de ratón son las diferencias significativas en la biología del donante humano y el huésped roedor", dice Cohen, cuyo trabajo se describe en línea en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS . "Nuestro próximo paso será manipular los ratones y / o las células humanas inyectadas para permitir una mejor correspondencia entre los huéspedes y las células humanas donantes, por lo tanto, para obtener una mejor contribución de las células introducidas con éxito en el embrión".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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