Imagen confocal del haz de superestructuras. Cr\u00e9dito: Stupp Lab \/ Northwestern University <\/p>\n
Imag\u00ednese si los cirujanos pudieran trasplantar neuronas sanas a pacientes que padecen enfermedades neurodegenerativas o lesiones cerebrales o de la m\u00e9dula espinal. E imagine si pudieran \u00abcrecer\u00bb estas neuronas en el laboratorio a partir de las propias c\u00e9lulas de un paciente utilizando un material sint\u00e9tico altamente bioactivo que es adecuado para la impresi\u00f3n en 3D. <\/p>\n
Al descubrir un nuevo biomaterial imprimible que puede imitar las propiedades del tejido cerebral, los investigadores de la Universidad Northwestern ahora est\u00e1n m\u00e1s cerca de desarrollar una plataforma capaz de tratar estas afecciones mediante la medicina regenerativa.<\/p>\n
Un ingrediente clave del descubrimiento es la capacidad de controlar los procesos de autoensamblaje de las mol\u00e9culas dentro del material, lo que permite a los investigadores modificar la estructura y las funciones de los sistemas desde la nanoescala hasta la escala de caracter\u00edsticas visibles. El laboratorio de Samuel I. Stupp public\u00f3 un art\u00edculo de 2018 en la revista Science que mostr\u00f3 que los materiales se pueden dise\u00f1ar con mol\u00e9culas altamente din\u00e1micas programadas para migrar largas distancias y autoorganizarse para formar paquetes de nanofibras \u00absuperestructuradas\u00bb m\u00e1s grandes.<\/p>\n
Ahora, un grupo de investigaci\u00f3n dirigido por Stupp ha demostrado que estas superestructuras pueden mejorar el crecimiento de las neuronas, un hallazgo importante que podr\u00eda tener implicaciones para las estrategias de trasplante de c\u00e9lulas para enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer, as\u00ed como tambi\u00e9n para las lesiones de la m\u00e9dula espinal. <\/p>\n
\u00abEste es el primer ejemplo en el que hemos podido tomar el fen\u00f3meno de la reorganizaci\u00f3n molecular que informamos en 2018 y aprovecharlo para una aplicaci\u00f3n en la medicina regenerativa\u00bb, dijo Stupp, autor principal del estudio. y el director del Instituto Simpson Querrey de Northwestern. \u00abTambi\u00e9n podemos usar construcciones del nuevo biomaterial para ayudar a descubrir terapias y comprender patolog\u00edas\u00bb.<\/p>\n
Pionero del autoensamblaje supramolecular, Stupp tambi\u00e9n es profesor de la Junta de S\u00edndicos de Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales, Qu\u00edmica, Medicina e Ingenier\u00eda Biom\u00e9dica y tiene nombramientos en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg, la Escuela de Ingenier\u00eda McCormick y la Escuela de Medicina Feinberg.<\/p>\n
El art\u00edculo se public\u00f3 hoy (22 de febrero) en la revista Advanced Science . <\/p>\n
Mol\u00e9culas andantes e impresi\u00f3n 3D<\/p>\n
El nuevo material se crea mezclando dos l\u00edquidos que r\u00e1pidamente se vuelven r\u00edgidos como resultado de interacciones conocidas en qu\u00edmica como complejos hu\u00e9sped-hu\u00e9sped que imitan -bloquean interacciones entre prote\u00ednas, y tambi\u00e9n como resultado de la concentraci\u00f3n de estas interacciones en regiones de escala microm\u00e9trica a trav\u00e9s de una migraci\u00f3n a larga escala de \u00abmol\u00e9culas andantes\u00bb.<\/p>\n
Las mol\u00e9culas \u00e1giles cubren una distancia miles de veces mayor que ellos mismos para agruparse en grandes superestructuras. A escala microsc\u00f3pica, esta migraci\u00f3n provoca una transformaci\u00f3n en la estructura de lo que parece un trozo crudo de fideos ramen en paquetes con forma de cuerda.<\/p>\n
\u00abLos biomateriales t\u00edpicos que se usan en medicina, como los hidrogeles polim\u00e9ricos, no tienen la capacidad de permitir mol\u00e9culas para autoensamblarse y moverse dentro de estos ensamblajes\u00bb, dijo Tristan Clemons, investigador asociado en el laboratorio de Stupp y coautor del art\u00edculo con Alexandra Edelbrock, exestudiante de posgrado en el grupo. \u00abEste fen\u00f3meno es exclusivo de los sistemas que hemos desarrollado aqu\u00ed\u00bb.<\/p>\n
Adem\u00e1s, a medida que las mol\u00e9culas din\u00e1micas se mueven para formar superestructuras, se abren grandes poros que permiten que las c\u00e9lulas penetren e interact\u00faen con se\u00f1ales bioactivas que pueden integrarse en los biomateriales.<\/p>\n
Curiosamente, las fuerzas mec\u00e1nicas de la impresi\u00f3n 3-D interrumpen las interacciones hu\u00e9sped-hu\u00e9sped en las superestructuras y hacen que el material fluya, pero puede solidificarse r\u00e1pidamente en cualquier forma macrosc\u00f3pica porque las interacciones se restauran espont\u00e1neamente por autoensamblaje. Esto tambi\u00e9n permite la impresi\u00f3n en 3D de estructuras con distintas capas que albergan diferentes tipos de c\u00e9lulas neuronales para estudiar sus interacciones.<\/p>\n
Se\u00f1alizaci\u00f3n del crecimiento neuronal<\/p>\n
La superestructura y las propiedades bioactivas de el material podr\u00eda tener grandes implicaciones para la regeneraci\u00f3n de tejidos. Las neuronas son estimuladas por una prote\u00edna en el sistema nervioso central conocida como factor neurotr\u00f3fico derivado del cerebro (BDNF), que ayuda a las neuronas a sobrevivir al promover las conexiones sin\u00e1pticas y permitir que las neuronas sean m\u00e1s pl\u00e1sticas. BDNF podr\u00eda ser una terapia valiosa para pacientes con enfermedades neurodegenerativas y lesiones en la m\u00e9dula espinal, pero estas prote\u00ednas se degradan r\u00e1pidamente en el cuerpo y son costosas de producir.<\/p>\n
Una de las mol\u00e9culas en el nuevo material integra una imitaci\u00f3n de esta prote\u00edna que activa su receptor conocido como Trkb, y el equipo descubri\u00f3 que las neuronas penetran activamente en los poros grandes y pueblan el nuevo biomaterial cuando la se\u00f1al mim\u00e9tica est\u00e1 presente. Esto tambi\u00e9n podr\u00eda crear un entorno en el que las neuronas diferenciadas de las c\u00e9lulas madre derivadas del paciente maduren antes del trasplante.<\/p>\n
Ahora que el equipo ha aplicado una prueba de concepto a las neuronas, Stupp cree que podr\u00eda incursionar en otras \u00e1reas de la regeneraci\u00f3n medicina aplicando diferentes secuencias qu\u00edmicas al material. Cambios qu\u00edmicos simples en los biomateriales les permitir\u00edan proporcionar se\u00f1ales para una amplia gama de tejidos.<\/p>\n
\u00abEl cart\u00edlago y el tejido card\u00edaco son muy dif\u00edciles de regenerar despu\u00e9s de una lesi\u00f3n o un ataque card\u00edaco, y la plataforma podr\u00eda usarse para preparar estos tejidos in vitro a partir de c\u00e9lulas derivadas de pacientes\u00bb, asegur\u00f3 Stupp. \u00abLuego, estos tejidos podr\u00edan trasplantarse para ayudar a restaurar las funciones perdidas. M\u00e1s all\u00e1 de estas intervenciones, los materiales podr\u00edan usarse para construir organoides para descubrir terapias o incluso implantarse directamente en tejidos para su regeneraci\u00f3n, ya que son biodegradables\u00bb. <\/p>\n
El art\u00edculo se titula \u00abBiomateriales superestructurados formados por din\u00e1micas de intercambio e interacciones hu\u00e9sped-hu\u00e9sped en pol\u00edmeros supramoleculares\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Nuevos materiales din\u00e1micos bioinspirados que se transforman a s\u00ed mismos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Alexandra N. Edelbrock et al. Biomateriales superestructurados formados por din\u00e1micas de intercambio e interacciones hu\u00e9sped-hu\u00e9sped en pol\u00edmeros supramoleculares, ciencia avanzada (2021). DOI: 10.1002\/advs.202004042 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science <\/p>\n Proporcionado por la Universidad Northwestern Cita<\/strong>: Las superestructuras formadas por mol\u00e9culas ‘caminantes’ podr\u00edan ayudar a crear neuronas para la medicina regenerativa ( 2021, 23 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-02-superstructures-molecules-neurons-regenerative-medicine.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Imagen confocal del haz de superestructuras. Cr\u00e9dito: Stupp Lab \/ Northwestern University Imag\u00ednese si los cirujanos pudieran trasplantar neuronas sanas a pacientes que padecen enfermedades neurodegenerativas o lesiones cerebrales o de la m\u00e9dula espinal. E imagine si pudieran \u00abcrecer\u00bb estas neuronas en el laboratorio a partir de las propias c\u00e9lulas de un paciente utilizando un … Continuar leyendo \u00abLas superestructuras formadas por mol\u00e9culas ‘caminantes’ podr\u00edan ayudar a crear neuronas para la medicina regenerativa\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-14814","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14814","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14814"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14814\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14814"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=14814"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=14814"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}