¿Aliado y enemigo? Los científicos exploran las células inmunitarias sospechosas de la enfermedad de Alzheimer

Fig. 1: Caracterización de células similares a microglia en mhCO. un esquema para generar mhCOs. El 10 % de las hESC infectadas con PU.1 se mezclaron con el 90 % de las hESC HES3 parentales, y el cebado de PU.1 y la inducción completa se realizaron los días 2 y 18, respectivamente. b Expresión de genes relacionados con la microglía de hCO y mhCO de control (30 y 70 días). La expresión génica se midió en relación con los organoides de control el día 30 y se normalizó a -actina. Los datos representan la media SEM (n=5, tres lotes independientes). c A la izquierda, la inmunotinción para IBA1 revela la producción de células similares a la microglía en mhCO seccionadas en los días 30 y 70. No se encontraron células IBA1+ en las hCO de control. Derecha, análisis de Sholl de células similares a IBA1+microglia de mhCO en diferentes momentos. Los datos representan la media de SEM (n = 5 organoides de tres réplicas de diferenciación independientes de dos líneas de hESC). dye Inmunotinción de mhCO en el día 70 y microglía aislada cocultivada con neuronas (2D) para IBA1 y CSF1R (d) TMEM119 y P2RY12 (e). Se mostraron imágenes representativas (n=5, de dos lotes independientes). f Arriba, coexpresión de PU.1 e IBA1 en hCO y mhCO en los días 30 y 70. Abajo, cuantificación de células similares a microglía IBA1 derivadas de Pu.1. Los datos representan la media de SEM (n = 5 organoides de tres réplicas de diferenciación independientes de dos líneas de hESC). Abajo, coeficiente de correlación de Pearsons de IBA1 con PU.1 en mhCO en los días 30 y 70. g Arriba, inmunotinción conjunta para Ki67 e IBA1 en mhCO en el día 70. Abajo, cuantificación de células proliferantes similares a microglía IBA1. Los datos representan el SEM medio (n = 5 organoides de tres réplicas de diferenciación independientes de dos líneas hESC). h Izquierda, las imágenes de alta resolución mostraron microglía aislada de mhCO en el día 90 y neuronas corticales D90 cocultivadas durante 3 días que contenían inclusiones de PSD95. Derecha, cuantificación de partículas PSD95 en células similares a microglía IBA1+. Los datos representan la media de SEM (n = 8, de tres réplicas de diferenciación independientes de líneas hESC). La barra de escala representa 50m en cg y 20m en h. Crédito: DOI: 10.1038/s41467-022-28043-y

Mientras los científicos buscan las raíces de la enfermedad de Alzheimer, han tenido dificultades para determinar si la microglía, una célula del sistema inmunitario crucial para el desarrollo y mantenimiento del cerebro adulto , es un amigo o enemigo.

La evidencia muestra que la falta de microglía contribuye a la acumulación de placas amiloides, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer. Alternativamente, se ha implicado un exceso de microglía en la destrucción de neuronas y sinapsis cerebrales que también caracteriza la neurodegeneración en la enfermedad.

Ahora, los investigadores de Yale han desarrollado una forma de descubrir factores que pueden determinar cuál de esos las funciones que podría desempeñar la microglía, informan en la revista Nature Communications.

«Toda la microglía que poseemos como adultos se crea antes de nacer», dijo In-Hyun Park, profesor asociado de genética en Yale Stem Cell Centro. «La microglía es crucial en la neurogénesis porque realiza la poda sináptica que permite que las neuronas se comuniquen correctamente».

En los cerebros adultos, actúan como una especie de recolector de basura celular, identificando y eliminando los desechos de las neuronas muertas.

Pero la microglía ha sido un desafío para estudiar porque se forman poco después de la concepción y migran rápidamente al sistema nervioso en desarrollo. Una vez que encuentran un hogar en el cerebro en desarrollo, la barrera hematoencefálica, que protege el cerebro de los patógenos, impide que la microglía interactúe con otras partes del cuerpo. La disfunción de la microglía se ha asociado con enfermedades neurodegenerativas y del desarrollo neurológico, pero ha sido difícil estudiar el vínculo debido a los modelos limitados del cerebro humano.

Para el nuevo estudio, Bilal Cakir y Yoshiaki Tanaka del laboratorio de Park desarrollaron un método para generar microglía funcional en organoides corticales humanos, que son pequeñas réplicas tridimensionales del cerebro en desarrollo formadas a partir de células madre en etapa temprana. En pruebas de laboratorio, identificaron un gen activo creado muy temprano en el desarrollo que es crucial para el nacimiento de la microglía. Luego pudieron activar el gen para persuadir a la creación de microglía en el organoide cerebral.

En experimentos preliminares, encontraron que los organoides que carecían de microglía eran susceptibles a la acumulación de amiloide, una proteína que forma placas relacionadas con la enfermedad de Alzheimer. . Pero los organoides con microglía funcional no lo eran. Los hallazgos sugieren que, en este caso, la microglía juega un papel protector.

Los organoides se pueden usar para estudiar los efectos de otros genes relacionados con el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, dijeron los investigadores.

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«Paisaje» de la metilación microglial en el cerebro humano Más información: Bilal Cakir et al, Expression of the transcription factor PU.1 induces the generation of microglia-like cells in human organoides corticales, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28043-y Información del diario: Nature Communications

Proporcionado por la Universidad de Yale Cita: ¿Aliado y enemigo? Los científicos exploran las células inmunitarias sospechosas de la enfermedad de Alzheimer (4 de febrero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-ally-enemy-scientists-explore-immune.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.