La barrera hematoencefálica es la proverbial espada de doble filo de la biología.
Un escudo impermeable de células endoteliales que protege nuestros cerebros de las toxinas y otras amenazas que pueden acechar en la sangre circulante, la barrera también puede excluir medicamentos terapéuticos y, a veces, biomoléculas esenciales requeridas para el desarrollo saludable del cerebro.
Un caso puntual es la enfermedad psicomotora rara pero grave, síndrome de Allan-Herndon-Dudley AHDS, una afección congénita que afecta solo a los hombres y priva al cerebro de hormona tiroidea en desarrollo, lo que resulta en un deterioro cognitivo y músculos atrofiados y habilidades motoras.La condición no solo es intratable, sino que parece ser peculiar de los humanos, lo que significa que los científicos no han podido estudiar la enfermedad y buscar nuevos tratamientos al modelarla en un animal como el ratón.
Pero ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y Cedars-Sinai en Los Ángeles ha utilizado las células de pacientes con AHDS para recrear no solo la enfermedad, sino también una imitación de la barrera hematoencefálica del paciente en el laboratorioplato usando tecnología de células madre pluripotentes inducidas.
"Esta es la primera demostración del uso de las células de un paciente para modelar un defecto de barrera hematoencefálica", explica Eric Shusta, profesor de ingeniería química y biológica de la UW-Madison y autor principal del nuevo estudio publicado en la revista Cell Stem Cell. "Si solo tuviéramos las células neuronales comprometidas disponibles, no hubiéramos podido identificar esta característica clave del AHDS"
El nuevo trabajo no solo establece un modelo de laboratorio para el síndrome de Allan-Herndon-Dudley, sino que también insinúa terapias que podrían prevenir o reducir los efectos debilitantes de la enfermedad, dice Clive Svendsen, director de la Junta de Gobernadores Cedars-Sinai RegenerativaEl Instituto de Medicina, autor principal del nuevo estudio y experto en enfermedades del sistema nervioso central. La colaboración entre Wisconsin-Cedars-Sinai también incluyó al Profesor de Ingeniería Química y Biológica UW-Madison Sean Palecek y Abraham Al-Ahmad, ahora profesorde ciencias farmacéuticas en la Universidad Tecnológica de Texas.
El síndrome de Allan-Herndon-Dudley es causado por defectos en un solo gen que controla el flujo de la hormona tiroidea al cerebro. Afecta al cerebro masculino en desarrollo que comienza antes del nacimiento y da como resultado una discapacidad cognitiva moderada a grave, problemas del habla, músculos subdesarrolladosy movimiento involuntario, entre otros síntomas. A medida que los pacientes envejecen, la condición progresa y muchos quedan confinados en sillas de ruedas.
El gen defectuoso, dice Shusta, mitiga el trabajo de una biomolécula llamada MCT8, un transportador que conduce la hormona tiroidea a través de la barrera hematoencefálica. En las primeras etapas de desarrollo, varios estudios sugieren que un feto obtiene cantidades significativas de hormonas tiroideas deLa madre.
"La barrera hematoencefálica se forma bastante temprano en la gestación, por lo que la hormona tiroidea, incluso de la madre, probablemente no atraviesa la barrera y llega al cerebro, lo que probablemente conduce a déficits en el desarrollo", dice Shusta, cuyo grupo estaba entreel primero en desarrollar barreras hematoencefálicas a partir de células madre derivadas de pacientes en la placa de laboratorio.
Según Shusta y Svendsen, la capacidad de recapitular tanto las células neurales afectadas como la barrera hematoencefálica, proporciona una visión detallada que no solo revela la mecánica del síndrome, sino que también aumenta la posibilidad de identificar medicamentos que pueden ayudar a superar laDisminución de la capacidad de la hormona para nutrir el cerebro en desarrollo.
Además, varias otras enfermedades neurológicas como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Huntington pueden involucrar disfunción en la barrera hematoencefálica, explica Gad Vatine de Cedars-Sinai, autor principal del informe. "La importancia de este estudio se expande más allá de los límitesde la investigación de AHDS, sobre la posibilidad de que las células madre modelen el componente de barrera hematoencefálica en muchas otras enfermedades neurológicas ", dice Vatine.
Como ejemplo, Leslie Thompson y sus colegas de la Universidad de California, Irvine, han utilizado el modelo de barrera hematoencefálica desarrollado en el laboratorio Shusta para estudiar anomalías en la barrera hematoencefálica de pacientes con enfermedad de Huntington. Ese trabajo se publica enla edición del 16 de mayo de Informes de celda .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Terry Devitt. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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