ARRIBA: ISTOCK.COM, UNOL<\/p>\n
Un conocido modelo in vitro de la barrera hematoencef\u00e1lica que se utiliza ampliamente en estudios de enfermedades neurodegenerativas y en investigaci\u00f3n precl\u00ednica se realiza a partir del tipo incorrecto de c\u00e9lulas, seg\u00fan afirma un art\u00edculo de PNAS<\/em> <\/em> este mes (4 de febrero).<\/p>\n Los investigadores informan en el estudio que las c\u00e9lulas producidas utilizando un protocolo de laboratorio popular, que implica la reprogramaci\u00f3n de c\u00e9lulas madre pluripotentes humanas (hPSC), muestran patrones de expresi\u00f3n g\u00e9nica t\u00edpicos de las c\u00e9lulas epiteliales que recubren los \u00f3rganos humanos, en lugar de los del cerebro sangu\u00edneo. Se supone que imitan las c\u00e9lulas endoteliales de barrera (BBB).<\/p>\n Los autores del art\u00edculo, que ha alimentado el debate en la comunidad de investigaci\u00f3n de BBB desde que se public\u00f3 por primera vez como preimpresi\u00f3n en bioRxiv<\/em> en 2019, dicen que los hallazgos plantean serias dudas sobre el valor del modelo en los estudios de neurociencia y drogas en curso. Otros investigadores, incluidos los dise\u00f1adores del protocolo, le dicen a The Scientist<\/em> que los documentos son una contribuci\u00f3n \u00fatil al campo, aunque defienden el papel de los protocolos en el avance de la investigaci\u00f3n de BBB a lo largo de los a\u00f1os.<\/p>\n David Begley, que dirige un grupo de BBB en el Kings College de Londres y no particip\u00f3 en el art\u00edculo ni en el dise\u00f1o del protocolo, dice que cree que el estudio PNAS<\/em> contiene una gran cantidad de buenos datos y destaca la necesidad de que los investigadores evaluar las limitaciones de sus modelos. Creo que hacer un modelo in vitro absolutamente perfecto de la barrera hematoencef\u00e1lica in vivo va a ser muy, muy dif\u00edcil, si no imposible, dice Begley, que no usa el protocolo en su propio trabajo. Lo que es de vital importancia es comprender los modelos in vitro, lo que har\u00e1n y lo que no har\u00e1n. <\/p>\n El endotelio BHE act\u00faa como una pared semipermeable entre los vasos sangu\u00edneos del cerebro y el sistema nervioso central. Los medicamentos administrados sist\u00e9micamente para tratar trastornos cerebrales deben atravesar esta pared para tener el efecto deseado, lo que hace que los modelos BBB sean una parte fundamental de muchos programas de desarrollo de medicamentos.<\/p>\n El protocolo en cuesti\u00f3n fue descrito por primera vez por la Universidad de Wisconsin ( Los investigadores de UW)Madison Ethan Lippmann, Samira Azarin, Sean Palecek, Eric Shusta y sus colegas en Nature Biotechnology<\/em> en 2012. El m\u00e9todo consiste en tratar las hPSC in vitro para alentarlas a diferenciarse en c\u00e9lulas que exhiban muchas de las propiedades de la BBB, incluida la resistencia el\u00e9ctrica y la impermeabilidad a varias mol\u00e9culas.<\/p>\n Estas c\u00e9lulas reprogramadas, que Lippmann y sus colegas denominaron c\u00e9lulas endoteliales microvasculares cerebrales derivadas de hPSC (BMEC, por sus siglas en ingl\u00e9s), podr\u00edan fabricarse r\u00e1pidamente y en grandes cantidades, y ofreci\u00f3 una alternativa a los modelos animales y los enfoques in vitro m\u00e1s engorrosos que se usaban en ese momento. Desde entonces, el protocolo y sus numerosos derivados han sido ampliamente adoptados por cient\u00edficos acad\u00e9micos y de la industria.<\/p>\n Si su objetivo es apuntar al cerebro, necesita la expresi\u00f3n de esos transportadores. No est\u00e1n ah\u00ed.<\/p>\n Raphal Lis, Weill Cornell Medicine<\/p><\/blockquote>\n Raphal Lis, investigador de c\u00e9lulas madre en Weill Cornell Medicine y coautor del art\u00edculo PNAS<\/em>, dice que \u00e9l le dio al investigador asociado Tyler Lu la tarea de trabajar con el protocolo cuando Lu se uni\u00f3 al laboratorio hace varios a\u00f1os, pensando que podr\u00edan comenzar a trabajar en modelos BBB. En las c\u00e9lulas resultantes, dice Lis, el equipo se sorprendi\u00f3 al descubrir que las c\u00e9lulas carec\u00edan de muchas de las caracter\u00edsticas t\u00edpicas del endotelio, mientras que pose\u00edan otras propiedades que generalmente se observan en el epitelio, un tipo de capa celular que se asienta alrededor de los \u00f3rganos internos y forma la capa m\u00e1s externa de la piel. . <\/p>\n En los an\u00e1lisis descritos en el art\u00edculo del equipo, Lu, Lis y el colega de Weill Cornell, David Redmond, determinaron que las c\u00e9lulas derivadas de hPSC no expresaban varios genes clave asociados con el endotelio, algunos de los cuales codifican el transporte de membrana prote\u00ednas que pueden ser cr\u00edticas para determinar qu\u00e9 mol Las eculas pueden pasar a trav\u00e9s de la BBB. Estas c\u00e9lulas fueron completamente mal identificadas en investigaciones anteriores, dice Lis. Si tu objetivo es apuntar al cerebro. . . necesitas la expresi\u00f3n de esos transportadores. No est\u00e1n all\u00ed.<\/p>\n Lu se\u00f1ala que experimentos posteriores indicaron que las c\u00e9lulas derivadas de hPSC no reaccionan de la forma en que las c\u00e9lulas endoteliales deber\u00edan reaccionar ante ciertos est\u00edmulos, como las mol\u00e9culas de se\u00f1alizaci\u00f3n inflamatorias, un hallazgo con repercusiones para la investigaci\u00f3n de enfermedades basadas en estos modelos Para ponerlo en t\u00e9rminos sencillos, dice Lu, es como si estuvi\u00e9ramos probando medicamentos destinados al cerebro en la piel o en el intestino.<\/p>\n El documento incluye algunos pasos dise\u00f1ados para mejorar el protocolo, espec\u00edficamente, mediante la adici\u00f3n de factores de transcripci\u00f3n para hacer que las c\u00e9lulas se parezcan m\u00e1s al endotelio. Estos pasos tienen el efecto no deseado de interrumpir algunas otras propiedades de BBB, como la resistencia el\u00e9ctrica, pero Lis dice que cree que es una mejora sustancial en las c\u00e9lulas epiteliales que se usan actualmente. Es la primera etapa de una correcci\u00f3n, dice, y agrega que el equipo ahora est\u00e1 trabajando para mejorar su propia versi\u00f3n del modelo. Prefiero tener una c\u00e9lula endotelial para probar cosas que una capa epitelial.<\/p>\n Los hallazgos del equipo fueron replicados por Dritan Agalliu de la Escuela de Medicina Irving de la Universidad de Columbia y sus colegas, quienes tambi\u00e9n son autores en el PNAS <\/em>papel. Lis dice que desde entonces varias empresas de biotecnolog\u00eda se han puesto en contacto con su grupo sobre el trabajo, aunque se neg\u00f3 a nombrarlas.<\/p>\n Los investigadores de Weill Cornell Medicine informan que las c\u00e9lulas creadas con un protocolo de laboratorio popular formaron estructuras de tipo epitelial en lugar de endoteliales. (arriba, marcador de c\u00e9lulas epiteliales EPCAM en p\u00farpura). La sobreexpresi\u00f3n de ciertos factores de transcripci\u00f3n llev\u00f3 a las c\u00e9lulas a un estado m\u00e1s parecido al endotelial (abajo, marcadores de c\u00e9lulas endoteliales VE-Cad y PECAM1 en rojo y verde, respectivamente). CORTES\u00cdA DE LIS LAB<\/p>\n<\/p>\n Hablando con The Scientist<\/em>, los UWs Palecek y Shusta, quienes poseen varias patentes sobre el protocolo, dicen que los equipos de Weill Cornell El an\u00e1lisis exhaustivo de las c\u00e9lulas derivadas de hPSC es \u00fatil, pero cuestiona algunas de las afirmaciones hechas por los autores. Por un lado, nosotros y otros nunca afirmamos que fueran aut\u00e9nticas, completamente id\u00e9nticas a las c\u00e9lulas endoteliales in vivo, dice Palecek. Existen m\u00faltiples modelos de la barrera hematoencef\u00e1lica, y ninguno de ellos es una r\u00e9plica exacta de la barrera hematoencef\u00e1lica in vivo.<\/p>\n Shusta agrega que el trabajo de los equipos de la UW se ha replicado en muchos otros laboratorios que muestran que las c\u00e9lulas producen marcadores de prote\u00ednas endoteliales y que exhiben propiedades BBB consideradas importantes en la investigaci\u00f3n de enfermedades y la administraci\u00f3n de f\u00e1rmacos. Con Palecek y otros, tambi\u00e9n public\u00f3 recientemente un protocolo modificado para crear c\u00e9lulas para su uso en la investigaci\u00f3n de las interacciones de las BBB con el sistema inmunitario.<\/p>\n Shusta destaca un comentario del pasado mes de octubre en el que fue coautor con Palecek, Lippmann, y Azarin, en el que el equipo aborda la preimpresi\u00f3n bioRxiv<\/em> de los equipos de Lis, as\u00ed como un par de otros estudios recientes que muestran cierta expresi\u00f3n g\u00e9nica similar al epitelio en las c\u00e9lulas derivadas de hPSC. El comentario propone a partir de ahora llamar a las c\u00e9lulas c\u00e9lulas hPSC-derivadas de BMEC-like<\/em> (\u00e9nfasis suyo). <\/p>\n Existen m\u00faltiples modelos de la barrera hematoencef\u00e1lica por ah\u00ed, y ninguno de ellos es una r\u00e9plica exacta de la barrera hematoencef\u00e1lica in vivo.<\/p>\n Sean Palecek, Universidad de Wisconsin-Madison<\/p><\/blockquote>\n En cuanto a las posibles implicaciones de los hallazgos para la investigaci\u00f3n de la industria, dice Shusta Creo que es peligroso sugerir que una empresa farmac\u00e9utica o biotecnol\u00f3gica utilice un modelo exclusivamente para el desarrollo y dise\u00f1o de f\u00e1rmacos. . . . Es uno de una bater\u00eda de pruebas. (Biogen, una de las empresas que ha utilizado la tecnolog\u00eda, rechaz\u00f3 una solicitud de comentarios).<\/p>\n Peter Searson, de la Universidad Johns Hopkins, que ha trabajado con el protocolo pero no est\u00e1 involucrado en el trabajo de ninguno de los equipos, dice que su vale la pena recordar que el protocolo represent\u00f3 una gran mejora con respecto a otros enfoques disponibles hace una d\u00e9cada, cuando los modelos de BBB m\u00e1s utilizados conten\u00edan c\u00e9lulas MDCK (ri\u00f1\u00f3n canino de Madin-Darby), que son c\u00e9lulas epiteliales de un perro.<\/p>\n Searson dice que, si bien est\u00e1 de acuerdo con el objetivo de caracterizar la expresi\u00f3n g\u00e9nica en estos modelos, cree que el equipo de Weill Cornell ha omitido un contexto importante en su art\u00edculo. En lugar de ser una demostraci\u00f3n de que el protocolo de Lippmann no es \u00fatil, dice, el art\u00edculo es parte del proceso cient\u00edfico en curso.<\/p>\n Los investigadores que hablaron con The Scientist<\/em> dicen que el debate, parte de ella calentada, ha estado ocurriendo durante varios a\u00f1os. Lis dice que al principio de su proyecto, \u00e9l y sus colegas se ofrecieron a colaborar con el grupo Shustas para evaluar el protocolo, pero su oferta fue rechazada. Shusta dice que su equipo tambi\u00e9n intent\u00f3, sin \u00e9xito, colaborar con los investigadores de Weill Cornell. <\/p>\n Lis, Lu y Redmond le dicen a The Scientist<\/em> que piensan que las evaluaciones adecuadas de la El protocolo se ha visto obstaculizado por la renuencia de los investigadores de BBB a desafiar m\u00e9todos bien establecidos y por los millones de d\u00f3lares que se han invertido en el trabajo basado en el protocolo a lo largo de los a\u00f1os. Mucha gente . . . despu\u00e9s de que se publicaron los primeros dos art\u00edculos importantes, dejaron de examinar demasiado las caracter\u00edsticas de estas c\u00e9lulas, dice Lu.<\/p>\n Anna Herland, que trabaja en modelos neuronales in vitro en el KTH Royal Institute of Technology y el Instituto Karolinska en Suecia y que colabor\u00f3 con el equipo de Shustas hace unos a\u00f1os, dice que existe cierto dogma en el campo cuando se trata de metodolog\u00eda. Los investigadores a menudo luchan para justificar el desarrollo de modelos BBB nuevos y mejorados para los financiadores y las instituciones, algo que ella dice que espera que pueda cambiar despu\u00e9s del estudio de los equipos de Weill Cornell y la discusi\u00f3n subsiguiente sobre las limitaciones de los modelos. <\/p>\n Necesitamos mejorar nuestra modelos in vitro, dice Herland. En su opini\u00f3n, el desarrollado por Lippmann y sus colegas sigue siendo uno de los mejores modelos, agrega, pero el art\u00edculo de PNAS<\/em> es un recordatorio importante de que los investigadores deben caracterizar y comprender completamente con qu\u00e9 est\u00e1n trabajando. Los cient\u00edficos que reprograman c\u00e9lulas madre deber\u00edan preguntarse qu\u00e9 obtenemos y para qu\u00e9 lo usamos. ella dice. Me gusta que cada vez se mencione m\u00e1s esta discusi\u00f3n.<\/p>\n TM Lu et al., El epitelio derivado de c\u00e9lulas madre pluripotentes mal identificado como endotelio microvascular cerebral requiere factores ETS para adquirir el destino vascular, <\/strong>PNAS<\/em><\/strong>, 118:e2016950118, 2021.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: ISTOCK.COM, UNOL Un conocido modelo in vitro de la barrera hematoencef\u00e1lica que se utiliza ampliamente en estudios de enfermedades neurodegenerativas y en investigaci\u00f3n precl\u00ednica se realiza a partir del tipo incorrecto de c\u00e9lulas, seg\u00fan afirma un art\u00edculo de PNAS este mes (4 de febrero). 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