Modelos miniaturizados de interacciones neurona-músculo dan una idea de ALS
Imagen de microscopía electrónica de barrido de una unión neuromuscular humana generada en dispositivos de microfluidos. Los axones de neuronas motoras derivadas de células madre pluripotentes inducidas por humanos se abren en abanico y se incrustan en el tejido muscular humano, lo que crea una gran superficie de conexión. Crédito: Dr. Pieter Baatsen, LiMoNe, Grupo de Investigación de Neurobiología Molecular y Katarina Stoklund Dittlau, Laboratorio de Neurobiología del Centro VIB-KU de Lovaina para la Investigación del Cerebro y las Enfermedades
Los músculos esqueléticos permiten los movimientos voluntarios y están controlados por un tipo especial de neuronas llamadas neuronas motoras, que hacen contacto directo con los músculos esqueléticos a través de las llamadas uniones neuromusculares (NMJ). Es a través de los NMJ que los músculos esqueléticos reciben señales que los hacen contraerse o relajarse. En ciertas enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), las UNM se destruyen, lo que lleva a una debilidad muscular progresiva y, en última instancia, a la muerte. Los tratamientos para la ELA se centran principalmente en aliviar los síntomas, pero no pueden detener ni revertir la progresión de la enfermedad.
Para encontrar tratamientos más eficaces, los investigadores necesitan modelos de laboratorio precisos y de fácil acceso para la ELA a fin de comprender sus causas y desarrollar y probar nuevas terapias. Un paso en esta dirección fue dado por Ludo Van Den Bosch y sus colegas en Bélgica, quienes generaron NMJ fuera del cuerpo humano en un llamado dispositivo de microfluidos. En este modelo sofisticado, las neuronas motoras humanas, que se derivaron de pacientes con ELA, a través de células madre pluripotentes inducidas diseñadas a partir de sus propias células de la piel y células del músculo esquelético humano de donantes sanos, crecieron en minicámaras separadas en lados opuestos del dispositivo, por lo que diminutos canales conectaban las dos cámaras.
De manera emocionante, con el tiempo, las neuronas comenzaron a enviar conexiones, llamadas axones, a través de los canales para formar NMJ, que podían transmitir señales de las neuronas a las células musculares, de forma similar a las NMJ del cuerpo humano. . Sin embargo, al comparar las neuronas motoras de pacientes con ELA con neuronas motoras sanas en esta configuración, quedó claro que las neuronas motoras de ELA enviaron menos axones a través de los canales y formaron menos NMJ con las células musculares. Además, las neuronas motoras de ALS regeneraron los axones dañados de manera menos eficiente. De manera alentadora, se podría impulsar a las neuronas motoras de la ELA para que desarrollen más axones, alcanzando niveles similares a los de las neuronas motoras sanas, al agregar la sustancia química Tubastatin A a los cultivos. Otros estudios mostrarán cómo la tubastatina A, que inhibe una determinada clase de proteínas en la célula, promueve el crecimiento de axones en las neuronas motoras de la ELA y si se pueden lograr efectos similares en modelos animales y, en última instancia, en pacientes con ELA.
Este nuevo modelo miniaturizado de formación de NMJ, publicado recientemente en Stem Cell Reports, encontrará una amplia aplicación en el estudio de la patología de las neuronas motoras y el descubrimiento de posibles tratamientos en la ELA.
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La tecnología de células madre ofrece una nueva visión de la enfermedad de las neuronas motoras Más información: Katarina Stoklund Dittlau et al, Las unidades motoras humanas en dispositivos microfluídicos están afectadas por mutaciones FUS y mejoradas por HDAC6 inhibición, Stem Cell Reports (2021). DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.03.029 Información de la revista: Stem Cell Reports
Proporcionado por la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre Cita: modelos miniaturizados de neuronas Las interacciones musculares dan información sobre la ELA (22 de abril de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-miniaturized-neuron-muscle-interactions-insight-als.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.