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Científicos crean mini modelos cerebrales en 3D a partir de células madre humanas para la investigación

Científicos crean mini modelos cerebrales en 3D a partir de células madre humanas para la investigación



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Los científicos están creando mini cerebros a partir de células madre humanas que ayudarán a los investigadores a descubrir cómo reparar el sistema nervioso después de una lesión o enfermedad.

El neurocientífico Robert Krencik, Ph.D. del Instituto de Investigación Metodista de Houston está liderando la investigación para hacer crecer los modelos cerebrales. Los mini cerebros permitirán a los científicos probar fármacos y tratamientos y les ayudarán a encontrar la causa de las mutaciones que causan enfermedades. El Dr. Krenick describe la investigación diciendo: “Siempre sentimos que lo que estábamos haciendo en el laboratorio no era un modelo preciso de cómo actúan las células dentro del cerebro humano. Entonces, por primera vez, cuando juntamos estas células de manera sistemática, cambiaron drásticamente su complejidad morfológica, tamaño y forma. Parecen células como las verías dentro del cerebro humano, por lo que ahora podemos estudiar las células en el laboratorio en un entorno más natural ".

El modelo cerebral permite a los científicos realizar pruebas más rápidamente

La investigación es importante porque permite a los científicos observar cómo reacciona el cerebro de una manera más estable y natural. De la misma manera que un arquitecto construye un modelo a escala de un edificio futuro para probar proporciones, tener los modelos mini cerebrales permite a los científicos ver el cerebro en su forma compleja completa. Tener esta imagen más clara acelerará la investigación y las pruebas cerebrales. "Normalmente, el desarrollo de estos mini cerebros 3D lleva meses y años", dijo Krencik. “Tenemos nuevas técnicas para pre-madurar las células por separado y luego combinarlas, y descubrimos que en unas pocas semanas pueden formar interacciones maduras entre sí. Por lo tanto, el tiempo que se tarda en llegar a ese punto final para los estudios se reduce drásticamente con nuestro sistema ".

Para crear los modelos, el científico se centró en el tipo de célula, los astrocitos, que son los actores clave para lograr que las neuronas del cerebro se conecten y hablen entre sí. Las células hacen esto ayudando a aumentar el número y la fuerza de las conexiones neuronales en el cerebro y la médula espinal. Estos tipos de células en forma de estrella están involucrados en la mayoría de las enfermedades neuronales y también son responsables de mantener un sistema nervioso saludable. La adición de astrocitos aceleró las conexiones de las neuronas circundantes en los modelos cerebrales. Al presentar la investigación en su artículo publicado, el grupo de Krencik ha denominado a estos mini cerebros de bioingeniería "asteroides" para diferenciar los modelos de otros cerebros de bioingeniería que no contienen astrocitos que se conocen como organoides.

"Usando nuestro sistema, podemos generar astrocitos maduros y hacer que interactúen íntimamente con las neuronas en mayor medida que antes", dijo Krencik. “A diferencia de otras células del cerebro y del resto del cuerpo, los astrocitos tienen propiedades únicas en los seres humanos. Se cree que son en parte responsables de las funciones cognitivas únicas de los seres humanos y también pueden ser la base de aspectos de las enfermedades humanas, como el Alzheimer y los trastornos del espectro autista ". Sus hallazgos se describen en un artículo titulado “El cocultivo sistemático tridimensional recapitula rápidamente las interacciones entre las neuronas humanas y los astrocitos”, en la edición del 12 de diciembre de Stem Cell Reports.


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