Los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana han desarrollado con éxito un método para cultivar tejido del oído interno a partir de células madre humanas, un hallazgo que podría conducir a nuevas plataformas para modelar enfermedades y nuevas terapias para el tratamiento de los trastornos auditivos y del equilibrio.
"El oído interno es solo uno de los pocos órganos con los que no se realiza una biopsia y debido a esto, los tejidos humanos del oído interno son escasos para fines de investigación", dijo Eri Hashino, PhD, Ruth C. Holton, profesora de otorrinolaringología en la Escuela IUof Medicine. "Los tejidos del oído interno humano cultivados en plato ofrecen oportunidades sin precedentes para desarrollar y probar nuevas terapias para diversos trastornos del oído interno".
El estudio, publicado en línea el 1 de mayo en Biotecnología de la naturaleza , fue dirigido por Karl R. Koehler, PhD, profesor asistente en el Departamento de Otorrinolaringología y Cirugía de Cabeza y Cuello en la Facultad de Medicina de IU, y el Dr. Hashino en colaboración con Jeffrey Holt, PhD, profesor de otología y laringología en HarvardMedical School y Boston Children's Hospital. La investigación se basa en el trabajo previo del equipo con una técnica llamada cultivo tridimensional, que consiste en incubar células madre en un agregado flotante en forma de bola, a diferencia del cultivo celular tradicional en el que las células crecen en una capa planala superficie de un plato de cultivo. Esto permite interacciones más complejas entre las células y crea un ambiente más cercano a lo que ocurre en el cuerpo durante el desarrollo, dijo el Dr. Koehler.
Al cultivar células madre humanas de esta manera y al tratarlas con moléculas de señalización específicas, los investigadores pudieron guiar las células a través de procesos clave involucrados en el desarrollo del oído interno humano. Esto dio como resultado lo que los científicos han denominado "organoides del oído interno", "o estructuras tridimensionales que contienen células sensoriales y células de soporte que se encuentran en el oído interno.
"Esta es esencialmente una receta de cómo hacer oídos internos humanos a partir de células madre", dijo el Dr. Koehler, autor principal del estudio y cuyo laboratorio de investigación trabaja en el modelado del desarrollo humano. "Después de ajustar nuestra receta durante aproximadamente un año,nos sorprendió descubrir que podíamos crear múltiples organoides del oído interno en cada agregado de células del tamaño de un guisante ".
Los investigadores utilizaron la tecnología de edición de genes CRISPR para diseñar células madre que producían células sensoriales del oído interno marcadas con fluorescencia. Al enfocar las células marcadas para su análisis, revelaron que sus organoides contenían una población de células sensoriales que tienen la misma firma funcional que las células que detectangravedad y movimiento en el oído interno humano.
"También encontramos neuronas, como las que transmiten señales del oído al cerebro, formando conexiones con las células sensoriales", dijo el Dr. Koehler. "Esta es una característica emocionante de estos organoides porque ambos tipos de células son fundamentales para una audición adecuada".y equilibrio "
El Dr. Hashino dijo que estos hallazgos son "un verdadero cambio de juego, porque hasta ahora, se han probado medicamentos o terapias potenciales en células animales, que a menudo se comportan de manera diferente a las células humanas".
Los investigadores están utilizando actualmente los organoides del oído interno humano para estudiar cómo los genes que se sabe que causan sordera interrumpen el desarrollo normal del oído interno y planean comenzar la primera detección de drogas usando organoides del oído interno humano.
"Esperamos descubrir nuevos medicamentos capaces de ayudar a regenerar las células ciliadas emisoras de sonido en el oído interno de quienes tienen problemas auditivos graves", dijo el Dr. Hashino.
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Materiales proporcionado por Universidad de Indiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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