Sabemos mucho sobre el cerebro humano, pero muy poco sobre cómo se forma. En particular, las etapas desde la segunda hasta la séptima semana de desarrollo embrionario hasta ahora han sido un territorio prácticamente desconocido para los investigadores del cerebro.
Para obtener más información sobre este período en particular, los investigadores del Departamento de Neurociencia y el Centro de Biología de Células Madre de la Fundación Novo Nordisk en la Facultad de Ciencias Médicas y de Salud han desarrollado un modelo que imita estas primeras etapas del cerebro humano en ellaboratorio.
El modelo se basa en células madre embrionarias cultivadas en un sistema microfluídico desarrollado en colaboración con bioingenieros de la Universidad de Lund en Suecia.
'Sabemos que en la etapa embrionaria temprana el cerebro está expuesto a varias concentraciones de factores de crecimiento que inducen la formación de diferentes regiones del cerebro. Al usar métodos microfluídicos, podemos, bajo condiciones extremadamente controladas, recrear el ambiente encontrado enel embrión temprano, explica el primer autor del estudio, el profesor asistente Pedro Rifes.
'Cuando exponemos las células madre al ambiente controlado, podemos crear un tejido que se asemeja a un cerebro embrionario en una etapa muy temprana, aproximadamente 4-5 semanas después de la fertilización del óvulo, una etapa que hasta ahora no habíamos estadocapaz de estudiar '.
El árbol del desarrollo del cerebro humano
Los investigadores usarán el nuevo modelo para hacer un mapa del desarrollo de las células cerebrales, una especie de 'árbol de desarrollo' del cerebro, y así aprender nuevas cosas sobre cómo la enorme complejidad de las diferentes células nerviosas en el cerebro humanose forma durante las primeras etapas embrionarias.
'Por primera vez, tenemos acceso a un tejido que se asemeja al cerebro embrionario temprano, y esto nos permite entrar y analizar qué sucede con cada célula individual en cada etapa de desarrollo', dice el científico principal detrás del estudio,Profesor Asociado Agnete Kirkeby.
La idea es que los investigadores del cerebro de todo el mundo puedan usar este 'árbol del desarrollo' del cerebro como guía para producir diferentes tipos de células nerviosas para la terapia con células madre. Al estudiar el desarrollo natural de las células nerviosas, ellos investigadores podrán acelerar la creación de recetas para producir células nerviosas específicas en el laboratorio.
Una receta para el tratamiento con células madre
Agnete Kirkeby es muy consciente de la importancia de un camino más rápido hacia los tratamientos con células madre. Junto con sus colegas de Lund y Cambridge, ella ha trabajado durante varios años en el desarrollo de una terapia con células madre para la enfermedad de Parkinson. Este proyecto requirió que Kirkeby y sus colegaspara producir un tipo muy específico de células nerviosas, las células nerviosas dopaminérgicas, que son las células que se pierden en la enfermedad de Parkinson.
'Hemos recorrido un largo camino en el proyecto y pronto podremos probar el tratamiento con células madre en humanos por primera vez. Pero nos llevó más de 10 años llegar tan lejos porque dependíamos de un ensayo ymetodología de error para desarrollar las células nerviosas correctas a partir de las células madre '.
Con el conocimiento del nuevo modelo, los investigadores esperan poder acortar considerablemente este proceso en el futuro.
'Si entendemos exactamente cómo se desarrolla el cerebro en las primeras etapas, seremos mejores guiando las células madre en la dirección correcta al producir células nerviosas humanas en el laboratorio. Esto nos permitirá desarrollar tratamientos celulares de manera más rápida y eficientepara enfermedades neurológicas como la epilepsia, la enfermedad de Parkinson y ciertos tipos de demencia ', dice Agnete Kirkeby.
Nuevas opciones para probar toxinas ambientales
Además de aumentar nuestro conocimiento sobre el desarrollo del cerebro y facilitar el camino hacia futuros tratamientos con células madre, Agnete Kirkeby cree que el modelo de cerebro embrionario también puede servir para otros propósitos útiles.
'El modelo puede usarse para investigar cómo las células cerebrales en las primeras etapas embrionarias reaccionan a ciertos químicos que nos rodean en nuestra vida diaria; estas podrían ser sustancias en nuestro medio ambiente, en productos de consumo o en los medicamentos que algunas mujeres embarazadas puedenrequieren. Hasta ahora, no hemos tenido un buen modelo para probar precisamente esto '.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague, Facultad de Ciencias Médicas y de Salud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :