Nueva información sobre la respuesta del cerebro a una lesión
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En respuesta a una lesión cerebral, las células madre neurales se agrupan y migran al sitio de la lesión. El agrupamiento es clave; sin él, las células no viajan. Pero, ¿qué lo causa? Para investigar, los investigadores de Yale crearon un modelo tridimensional del funcionamiento del cerebro.
Los resultados del estudio, dirigido por el laboratorio de Anjelica Gonzalez, profesora asociada de ingeniería biomédica, muestran por primera vez que una enzima conocida como metaloproteinasa-2 (MMP2), secretada por las células endoteliales, desencadena la lesión de las células. proceso de respuesta Los hallazgos, que podrían conducir a avances en el tratamiento de lesiones cerebrales, se publican en FASEB Journal.
Para este estudio, los investigadores observaron específicamente la lesión cerebral causada por un accidente cerebrovascular, aunque las implicaciones de sus hallazgos se aplican a la conmoción cerebral, la enfermedad de Parkinson, el Alzheimer y otros trastornos neurológicos. En el caso de una lesión cerebral, las células madre neurales se agrupan y migran más allá de la parte del cerebro conocida como zona subventricular, donde residen. La dirección única de su camino está guiada en parte por la señalización química de las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos y los pericitos, que rodean las células endoteliales. Los investigadores se centraron en lo que pone en marcha el proceso.
«Nos interesaba saber qué causa el efecto de agrupamiento», dijo Rita Matta, autora principal del estudio y exestudiante de posgrado en el laboratorio de González. En colaboración con el laboratorio de Michael Murrell, profesor asociado de ingeniería biomédica, utilizaron una variedad de modelos para observar mejor los mecanismos en juego.
Crédito: Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Yale
Vieron que eran las células endoteliales las que promovían no solo la migración, sino también la agrupación al secretar MMP2.
«Podemos pensar en MMP2 como una enzima que degrada la matriz o el área que rodea el tejido», dijo Matta. «Estas son todas las proteínas a las que normalmente se adhieren las células madre neurales, pero en cambio, es como un quitanieves donde las MMP2 están creando esta vía para que los grupos migren hacia abajo».
En concreto, encontraron que la secreción de la MMP2 conduce a la activación de una proteína llamada N-cadherina que actúa como adhesivo para las células. Esto conduce a extensiones similares a brazos en las células madre neurales que hacen que se adhieran y se agrupen. El formateo de un brazo líder es fundamental para el proceso porque sin él, las células no migrarán al sitio de la lesión cerebral. Los investigadores confirmaron esto mediante el uso de un sistema de microfluidos y un láser para cortar los «brazos» de las células principales (visto en la imagen de arriba), evitando que los grupos migren incluso en presencia de células endoteliales.
El laboratorio de González ha trabajado anteriormente en el desarrollo de microesferas de polietilenglicol para administrar células madre neurales y células endoteliales para tratar lesiones cerebrales.
«Al crear tecnología que imita el tejido cerebral humano, podemos aprenda cómo comprender mejor los procesos neurológicos, pero también use estas mismas herramientas para desarrollar estrategias terapéuticas que reparen tejidos dañados o desordenados», dijo González.
El estudio más reciente proporciona información valiosa para seguir desarrollando la técnica, Matta dijo.
«Cuanto más conocimiento obtengamos sobre cómo las células endoteliales pueden afectar a las células madre neurales, podremos mejorar nuestros vehículos de entrega en nuestras microesferas encapsuladas», dijo Matta. «Ahora podemos incorporar diferentes factores, diferentes proteínas o moléculas que pueden ayudar a mejorar aún más su entrega».
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Defecto crítico encontrado en modelos de laboratorio de la barrera hematoencefálica humana Más información: Rita Matta et al. La metaloproteinasa 2 secretada por células endoteliales mejora la expresión, el agrupamiento y la migración de cadherina de células madre neurales, The FASEB Journal (2021). DOI: 10.1096/fj.202002302RR Información de la revista: FASEB Journal
Proporcionado por la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Yale Cita: Nuevos conocimientos sobre la respuesta del cerebro a las lesiones ( 2021, 8 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-insight-brain-response-injury.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.