Organoides cerebrales planos cultivados en andamios impresos en 3D muestran girificación intrínseca
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
La investigación, realizada por un equipo internacional de la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Técnica de Dinamarca, utilizó la impresión 3D para crear andamios para organoides cerebrales planos diseñados. Los andamios permitieron aumentar significativamente el tamaño del organoide cerebral y, después de 20 días, se observó el plegamiento autogenerado. Sus resultados se publican en la revista Biofabrication de IOP Publishing.
El trabajo tiene como objetivo abordar varias de las deficiencias de los organoides cerebrales existentes. Uno de los autores principales, Theresa Rothenbcher, dijo: «La falta de vascularización conduce a limitaciones de difusión de nutrientes y oxígeno, lo que resulta en un núcleo de tejido necrótico para organoides de más de aproximadamente 500 m. En un intento por resolver este problema, los organoides cerebrales han sido vascularizado. Si bien la inclusión de células endoteliales en el sistema de cultivo aumenta la complejidad del modelo, las estructuras de los vasos generados no muestran funcionalidad (flujo sanguíneo) in vitro. Podemos sortear este problema mediante la aplicación de técnicas de bioingeniería».
Otro autor principal, Hakan Grbz, comentó: «Al cultivar organoides cerebrales con un andamio de policaprolactona (PCL), pudimos modificar su forma en una morfología plana. Los organoides cerebrales planos diseñados (efBO) poseen condiciones de difusión ventajosas y, por lo tanto, su el tejido está mejor provisto de oxígeno y nutrientes, evitando la formación de un núcleo de tejido necrótico.El cambio de una forma esférica a una plana conduce a un aumento significativo asa en tamaño y relación superficie-volumen de los organoides cerebrales». Los eFBO también ofrecen un mayor potencial para crear sistemas biológicamente relevantes, debido a la complejidad de los modelos que permiten. Asegurar la viabilidad a largo plazo de estos modelos es un objetivo principal de esta rama de la investigación, que ha sido difícil hasta ahora; Los organoides planos abordan el problema de la longevidad al evitar la formación de tejido necrótico.
«La impresión 3D de andamios fue clave para superar las limitaciones de forma de los modelos esféricos anteriores. La autora colaboradora Jenny Emneus dice que la impresión 3D permite : «Fabricación reproducible de andamios 3D específicos con alta complejidad arquitectónica, precisión y versatilidad de diseño. Al introducir un andamio impreso en 3D en el protocolo de cultivo, se puede ajustar el tamaño de los organoides cerebrales y la densidad y el grosor del tejido».
El modelo resultante mostró una formación constante de plegamiento neuroepitelial que se asemeja a la girificación. Autor colaborador Alberto Martínez-Serrano dijo: «…pudimos observar plegamiento que recuerda a la girificación alrededor del día 20, que fue autogenerado por el tejido. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que informa la girificación intrínsecamente causada del tejido neuronal in vitro». La apariencia de la girificación refleja un mayor aumento del área de superficie y se asemeja al proceso de desarrollo del cerebro humano. Los organoides cerebrales no reproducen la anatomía exacta de un cerebro humano, son un paso importante hacia la recapitulación del cerebro humano; los modelos equivalentes a tejidos como estos organoides pueden reemplazar el uso de modelos animales en la investigación sobre detección de toxicidad de fármacos y la comprensión de Alberto Martínez-Serrano continuó: «El cerebro humano es el órgano más complejo del cuerpo y, debido a su inaccesibilidad, todavía carecemos de conocimiento científico sobre el desarrollo y las enfermedades del cerebro. Los estudios con animales están éticamente restringidos y deben minimizarse. Especialmente para aplicaciones de detección de drogas, se requiere un protocolo altamente reproducible con pasos simples de cultivo de tejidos y resultados consistentes. Consideramos nuestro protocolo efBO como el próximo paso hacia la generación de un modelo de cerebro humano estable y confiable para aplicaciones de detección de drogas y experimentos de patrones espaciales».
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enfermedad Más información: Theresa SP Rothenbcher et al. Modelos de cerebro humano de última generación: organoides cerebrales planos diseñados con girificación. Biofabricación, volumen 13, número 1 DOI: 10.1088/1758-5090/abc95e Journal información: Biofabricación
Proporcionada por el Instituto de Física Cita: Organoides cerebrales planos cultivados en andamios impresos en 3D muestran girificación intrínseca (2021, 16 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https: //medicalxpress.com/news/2021-03-flat-brain-organoids-grown-3d-printed.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede ser reproducido sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.