Éxito con las neuronas de células madre
WIKIMEDIA COMMONS, NICOLAS P. ROUGIER
Las neuronas creadas a partir de células madre embrionarias humanas (hESC, por sus siglas en inglés) pueden enviar y recibir impulsos nerviosos cuando se trasplantan al cerebro de un ratón, según a un informe publicado hoy (21 de noviembre) en Proceedings of the National Academy of Sciences. El descubrimiento proporciona algunas de las pruebas más sólidas de que las neuronas derivadas de hESC, que podrían usarse para tratar una variedad de trastornos neurológicos como la epilepsia, los accidentes cerebrovasculares y la enfermedad de Parkinson, pueden integrarse completamente y comportarse como neuronas normales cuando se trasplantan al cerebro. .
“Hace décadas que sabemos que [las neuronas trasplantadas] pueden recibir información” dijo Jason Weick de la Universidad de Wisconsin, quien fue el autor principal del estudio. Una vez que las células están en el cerebro, explicó, su actividad eléctrica se puede registrar de forma sencilla. La parte que faltaba del rompecabezas era, dijo, «¿Pueden las células enviar al cerebro?»
Para averiguarlo, «usaron algo muy…
Esos ingeniosos trucos emplearon las poderosas técnicas de la optogenética. Específicamente, los investigadores expresaron canales iónicos sensibles a la luz de algas en neuronas derivadas de hESC de modo que se incorporaron a la membrana. En respuesta a la luz, estos canales enviaron una avalancha de iones que surgieron en la célula y la activaron para disparar un potencial de acción. (Vea un video sobre optogenética).
Cuando las neuronas diseñadas se cocultivaron con neuronas de ratón o se trasplantaron a cerebros de ratones que luego se prepararon como rebanadas, el equipo simplemente encendió una luz, un LED conectado a un cable de fibra óptica colocado a unos pocos milímetros de las células y buscar actividad de las neuronas del ratón. Efectivamente, las células de ratón recibían impulsos de las neuronas derivadas de hESC y, a la inversa, las células humanas también podían recibir impulsos de las neuronas de ratón.
[Es] la demostración más convincente hasta el momento de funcionamiento funcional. integración de neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas en redes neuronales existentes, dijo Steve Goldman, del Centro Médico de la Universidad de Rochester, que no participó en el estudio. De hecho, repitió Song, por primera vez pudieron demostrar que las células pueden modular los neurocircuitos existentes.
Los investigadores han demostrado previamente que las neuronas derivadas de hESC trasplantadas en cerebros de rata podrían modular el comportamiento de los animales. Aunque esto sugería una integración funcional, señaló Song, el comportamiento no tiene suficiente resolución para decirle qué está sucediendo exactamente. El nuevo estudio proporciona una prueba más definitiva.
Dicho esto, Goldman cree que mostrar cómo funcionan estas células en un animal vivo será un próximo paso importante. Las preparaciones de rebanadas no son lo mismo que mirar el cerebro vivo, dijo.
Suponiendo que los resultados sean ciertos en animales vivos, el enfoque optogenético podría usarse para examinar con precisión cómo las células encuentran su hogar y sus compañeros. , dijo Canción. Además, en lugar de ser simplemente una herramienta para la investigación, las neuronas sensibles a la luz podrían usarse para tratar pacientes.
Estamos entrando en el ámbito del tratamiento de modelos animales, al menos, con reemplazo de células, dijo Weick, y al mismo tiempo, ser capaz de controlar el resultado del trasplante.
A más largo plazo, Weick prevé que el mismo paradigma se aplique a los humanos. Digamos que está teniendo un día particularmente malo, sus síntomas de Parkinson son horribles, pero ha recibido este trasplante [de células] y tiene un dispositivo de estimulación de luz implantable, dijo. En ese caso, simplemente puede aumentar la estimulación.
JP Weick et al., Las neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas adoptan y regulan la actividad de una red neuronal establecida, Actas de la Academia Nacional de Ciencias, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1108487108, 2011.
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