En un estudio colaborativo entre la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve, el Instituto de Investigación de la Fundación de Células Madre de Nueva York NYSCF y la Universidad George Washington, los investigadores han desarrollado un nuevo procedimiento para generar versiones 3D en miniatura del cerebro llamadas "organoides"de las células madre humanas. Al proporcionar un entorno para que las células interactúen de la manera que lo harían en un cerebro humano real, los organoides cerebrales permiten a los investigadores observar el desarrollo del cerebro, estudiar enfermedades y probar nuevos fármacos prometedores. La nueva técnica, publicada en línea hoy en Métodos de la naturaleza , crea los primeros organoides capaces de mielinización, modelando la estructura y función del cerebro más estrechamente que nunca.
"NYSCF se compromete a acelerar los tratamientos para enfermedades neurológicas, y desarrollar mejores formas para que la comunidad use células madre para la investigación de enfermedades es una parte clave para lograr ese objetivo", dice Susan L. Solomon, CEO de NYSCF ". Este nuevo métodosurgió de una colaboración de larga data habilitada por la comunidad de NYSCF, y estamos increíblemente orgullosos del trabajo que ha resultado de esta asociación ".
El estudio fue dirigido por el NYSCF - Alumno investigador de células madre de Robertson, Paul Tesar, PhD, el Dr. Donald y Ruth Weber Goodman, Profesor de Terapéutica Innovadora y profesor asociado de genética y ciencias del genoma en la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve.El trabajo en el Instituto de Investigación NYSCF fue dirigido por Valentina Fossati, PhD, Investigadora Principal Principal de NYSCF, quien ha colaborado con el Dr. Tesar durante años para descubrir los secretos de enfermedades como la esclerosis múltiple. Su colaboración comenzó en 2011 a través de una conversación en el NYSCF anualRetiro de innovadores, uno de los muchos esfuerzos de NYSCF para construir puentes en la comunidad de investigación.
"Cuando el Dr. Tesar y el Dr. Fossati se conocieron por primera vez en el NYSCF Innovator Retreat, las chispas científicas comenzaron a volar de inmediato", señaló Solomon. "Como muestra este estudio, este tipo de colaboraciones son cruciales para acelerar la investigación y los tratamientos".
La tecnología de organoides cerebrales ha revolucionado el campo al recapitular la organización de diferentes tipos de células cerebrales, pero a los organoides anteriores les faltaba un ingrediente clave: los oligodendrocitos. Los oligodendrocitos son células cerebrales que producen mielina, una sustancia que recubre las fibras nerviosas y ayuda a las neuronas a enviar señales.Cuando la mielina está dañada, las células no pueden comunicarse entre sí de manera tan eficiente, lo que lleva a síntomas como entumecimiento, pérdida de reflejos, movimientos descoordinados y dolor. En condiciones en las que se pierde mielina, como esclerosis múltiple o lesión de la médula espinal, se cree que los oligodendrocitosdesempeñar un papel importante pero poco comprendido. La incorporación de oligodendrocitos capaces de mielinización en modelos organoides ofrece una nueva forma de estudiar cómo este proceso falla en estas enfermedades y probar formas de repararlo.
Partiendo de un protocolo anterior desarrollado originalmente en el Instituto de Investigación NYSCF para generar oligodendrocitos a partir de células madre, el equipo de Case Western Reserve identificó una combinación específica de factores de crecimiento que podrían generar organoides que incluían oligodendrocitos. Demostraron que los medicamentos que aumentan la mielina aumentaronmielinización por oligodendrocitos en los organoides, lo que sugiere que estos organoides podrían ser útiles en pruebas preclínicas de medicamentos para reparar la mielinización defectuosa. Los investigadores también utilizaron este método para generar organoides a partir de células madre de pacientes con enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher, una genética rara pero mortaltrastorno de mielinización: demostrando que los organoides modelaron con éxito las características de la enfermedad, los investigadores de NYSCF replicaron el protocolo de forma independiente utilizando una línea de células madre diferente, que fue fundamental para demostrar la reproducibilidad
"Nuestro nuevo método nos da una imagen más clara de cómo funcionan e interactúan las células cerebrales en enfermedades como la esclerosis múltiple o Pelizaeus-Merzbacher, y es muy prometedor para el desarrollo de nuevas terapias para restaurar la mielinización", explica el Dr. Tesar."Espero continuar nuestra colaboración con el NYSCF Research Institute para una mejor comprensión y tratamiento de los trastornos de mielinización".
Los equipos del Dr. Tesar y el Dr. Fossati pondrán este nuevo protocolo organoide a trabajar en futuras investigaciones de esclerosis múltiple, para evaluar la efectividad de los medicamentos que se dirigen a los oligodendrocitos en un esfuerzo por estimular la mielinización. Parte de este trabajo será apoyado en el próximotres años con fondos de la Ciencia de Células Madre del Estado de Nueva York NYSTEM. El Dr. Tesar también recibió el NYSCF 2017 - Robertson Stem Cell Prize en reconocimiento a su trabajo pionero en la investigación de células madre para enfermedades neurológicas. Su financiamiento de NYSCF fue uno de los varios premioseso permitió el estudio actual.
"Estamos agradecidos por nuestra fructífera colaboración con el Dr. Tesar y estamos encantados de haber podido validar esta importante técnica para garantizar que pueda ser adoptada por la comunidad", dice el Dr. Fossati. "Al llenar un vacío crucialEn los modelos de organoides cerebrales, creemos que este nuevo protocolo elevará la investigación sobre la esclerosis múltiple, así como una variedad de trastornos neurológicos complejos, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson ".
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Materiales proporcionado por Fundación de células madre de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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