Defecto crítico encontrado en modelos de laboratorio de la barrera hematoencefálica humana
Crédito: CC0 Public Domain
Las células utilizadas para estudiar la barrera hematoencefálica humana en el laboratorio no son lo que parecen, arrojando casi una década de investigación en cuestión, sugiere un nuevo estudio de científicos del Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia y Weill Cornell Medicine.
El equipo también descubrió una posible forma de corregir el error, aumentando la esperanza de crear un modelo más preciso de la barrera hematoencefálica humana para estudiar ciertas enfermedades neurológicas y desarrollar fármacos que puedan atravesarla.
El estudio se publicó en línea el 4 de febrero en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«La barrera hematoencefálica es difícil de estudiar en humanos y hay muchas diferencias entre humanos y animales». barrera hematoencefálica. Por lo tanto, es muy útil tener un modelo de la barrera hematoencefálica humana en un plato», dice el codirector del estudio Dritan Agalliu, Ph.D., profesor asociado de patología y biología celular (en neurología) en Vagelos College of Physicians and Surgeons de la Universidad de Columbia.
El modelo de barrera hematoencefálica humana in vitro, desarrollado en 2012, se crea al convertir células adultas diferenciadas, como las células de la piel, en células madre que se comportan como células embrionarias. Células madre. Estas células madre pluripotentes inducidas pueden luego transformarse en células maduras de casi cualquier tipo, incluido un tipo de célula endotelial que recubre los vasos sanguíneos del cerebro y la médula espinal y forma una barrera única que normalmente restringe la entrada de sustancias, anticuerpos y sustancias potencialmente peligrosas. células inmunitarias del torrente sanguíneo al cerebro.
Agalliu notó previamente que estas «células endoteliales microvasculares cerebrales» humanas inducidas, producidas utilizando el enfoque publicado en 2012, no se comportaban como las células endoteliales normales en el cerebro humano. «Esto despertó mi sospecha de que el protocolo para hacer las células endoteliales de la barrera podría haber generado células con una identidad incorrecta», dice Agalliu.
«Al mismo tiempo, el equipo de medicina de Weill Cornell tenía sospechas similares, por lo que se unieron para reproducir el protocolo y realizar la secuenciación de ARN de una sola célula y en masa de estas células».
Su análisis reveló que a las supuestas células endoteliales del cerebro humano les faltaban varias proteínas clave que se encuentran en las células endoteliales naturales y tenían más en común con un tipo de célula completamente diferente (epitelial) que normalmente no se encuentra en el cerebro.
El equipo también identificó tres genes que, cuando se activan dentro de las células pluripotentes inducidas, conducen a la creación de células que se comportan más como células endoteliales de buena fe. Todavía se necesita más trabajo, dice Agalliu, para crear células endoteliales que produzcan un modelo confiable de la barrera hematoencefálica humana. Su equipo está trabajando para abordar este problema.
«La identificación errónea de las células endoteliales del cerebro humano puede ser un problema para otros tipos de células hechas de células pluripotentes inducidas, como los astrocitos o los pericitos que forman la unidad neurovascular». dice Agalliu. Los protocolos para generar estas células se crearon antes de la llegada de las tecnologías de una sola célula que son mejores para descubrir la identidad de una célula. «La identificación errónea de células sigue siendo un problema importante que debe abordarse en la comunidad científica para desarrollar células que reflejen las que se encuentran en el cerebro humano. Esto nos permitirá usar estas células para estudiar el papel de los factores de riesgo genéticos para los trastornos neurológicos y desarrollar terapias farmacológicas que se dirijan a las células correctas que contribuyen a la barrera hematoencefálica».
El estudio se titula «El epitelio derivado de células madre pluripotentes mal identificado como endotelio microvascular cerebral requiere factores ETS para adquirir el destino vascular. »
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La malaria engaña al sistema de defensa del cerebro, según un nuevo estudio Más información: Tyler M. Lu et al, Epitelio derivado de células madre pluripotentes mal identificado como endotelio microvascular cerebral requiere factores ETS para adquirir el destino vascular, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2016950118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia Cita: falla crítica encontrada en modelos de laboratorio of the human blood-brain barrier (2021, 6 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-critical-flaw-lab-human-blood-brain.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.