Un nuevo método podría impulsar la investigación sobre los trastornos del desarrollo del cerebro un paso importante hacia adelante. Esto se muestra en un estudio reciente en la Universidad de Bonn en el que los investigadores investigaron el desarrollo de un defecto cerebral congénito raro. Para ello, convirtieron la pielcélulas de los pacientes en las llamadas células madre pluripotentes inducidas. A partir de estas células "geniales", generaron organoides cerebrales, pequeños tejidos tridimensionales que se asemejan a la estructura y organización del cerebro humano en desarrollo.ahora publicado en la revista Informes de celda .
Las investigaciones sobre el desarrollo del cerebro humano utilizando células humanas en el plato de cultivo hasta ahora han sido muy limitadas: las células en el plato crecen planas, por lo que no muestran ninguna estructura tridimensional. Los organismos modelo están disponibles como una alternativa, comoratones. Sin embargo, el cerebro humano tiene una estructura mucho más compleja. Por lo tanto, los trastornos del desarrollo del cerebro humano solo pueden parecerse en un grado limitado en el modelo animal.
Los científicos del Instituto de Neurobiología Reconstructiva de la Universidad de Bonn aplicaron un desarrollo reciente en la investigación con células madre para abordar esta limitación: crecieron organoides tridimensionales en el plato de cultivo celular, cuya estructura es increíblemente similar a la delcerebro humano. Estos "mini cerebros" ofrecen información sobre los procesos con los que las células nerviosas individuales se organizan en nuestros tejidos altamente complejos. "El método abre así oportunidades completamente nuevas para investigar trastornos en la arquitectura del cerebro humano en desarrollo", explica el Dr.Julia Ladewig, quien lidera un grupo de trabajo sobre desarrollo cerebral.
Deformidad cerebral rara investigada
En su trabajo, los científicos investigaron el síndrome de Miller-Dieker. Este trastorno hereditario se atribuye a un defecto cromosómico. Como consecuencia, los pacientes presentan malformaciones de partes importantes de su cerebro ". En los pacientes, la superficie del cerebro es apenasacanalado pero en cambio más o menos suave ", explica Vira Iefremova, estudiante de doctorado y autora principal del estudio. Hasta ahora, lo que causa estos cambios solo se conoce en parte.
Los investigadores produjeron células madre pluripotentes inducidas a partir de células de la piel de pacientes de Miller-Dieker, de las cuales luego desarrollaron organoides cerebrales. En los organoides, las células cerebrales se organizan a sí mismas, muy similar al proceso en el cerebro de un embrión: el tallolas células se dividen; una proporción de las células hijas se convierte en células nerviosas; estas se mueven a donde se necesitan. Estos procesos se asemejan a una pieza orquestal complicada en la que el material genético agita el bastón.
En pacientes de Miller-Dieker, este proceso se interrumpe fundamentalmente. "Pudimos demostrar que las células madre se dividen de manera diferente en estos pacientes", explica el profesor asociado Dr. Philipp Koch, quien dirigió el estudio junto con la Dra. Julia Ladewig."En las personas sanas, las células madre inicialmente se multiplican ampliamente y forman capas organizadas y densamente compactadas. Solo una pequeña proporción de ellas se diferencia y se convierte en células nerviosas".
Ciertas proteínas son responsables del denso e incluso el empaquetamiento de las células madre. La formación de estas moléculas se interrumpe en los pacientes de Miller-Dieker. Por lo tanto, las células madre no están tan compactas y, al mismo tiempo, no tienenun acuerdo regular. Esta pobre organización conduce, entre otras cosas, a que las células madre se diferencien en una etapa más temprana. "El cambio en la estructura tridimensional del tejido causa un comportamiento de división alterado", dice Ladewig. "Esta conexión no puede ser identificadaen animales o en modelos bidimensionales de cultivo celular "
El científico enfatiza que no hay nuevas opciones de tratamiento a la vista como resultado de esto. "Estamos realizando una investigación fundamental aquí. Sin embargo, nuestros resultados muestran que los organoides tienen lo necesario para anunciar una nueva era en la investigación del cerebro. Y siComprender mejor el desarrollo de nuestro cerebro, las nuevas opciones de tratamiento para los trastornos del cerebro pueden surgir de esto a largo plazo ".
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Materiales proporcionado por Universität Bonn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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