Los investigadores utilizan técnicas de cultivo 3D para desarrollar una terapia mejorada para enfermedades neurológicas

Investigadores de la Universidad Estatal de Florida han desarrollado una estrategia prometedora para producir partículas terapéuticas en células madre, un trabajo que podría ayudar a pacientes con enfermedades neurológicas como ictus o esclerosis múltiple.

La técnica desarrollada por investigadores de la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU y la Facultad de Medicina de FSU combina plataformas de crecimiento tridimensionales con un movimiento ondulatorio. La investigación fue publicada en el Revista de vesículas extracelulares.

Las partículas liberadas por las células, conocidas como vesículas extracelulares, son mensajeros químicos que afectan el comportamiento de las células. Se pueden usar para llevar medicamentos a los órganos objetivo dentro del cuerpo. Mejorar la producción y la eficacia de estas partículas es un importante campo de investigación.

Los investigadores de FSU combinaron dos técnicas para producir estas partículas. El primero fue cultivar células madre dentro de un cultivo 3D en lugar de uno bidimensional. El segundo fue suspender las células en crecimiento en la plataforma que se balanceaba hacia adelante y hacia atrás con un movimiento suave, produciendo pequeñas ondas que ayudaban a llevar oxígeno, glucosa y otros nutrientes a las células. Su método combinado llevó a las células madre a producir el doble de partículas que las cultivadas en una plataforma 2D.

«Al igual que el flujo de un río moverá más materia que un lago estático, nuestro uso de ondas dinámicas en el crecimiento de estas células madre proporcionará más nutrientes a las células que si simplemente estuvieran suspendidas en los medios de cultivo», dijo el autor principal, Yan. Li, profesor asociado de ingeniería química y biomédica en la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU.

Las vesículas extracelulares de las células madre cultivadas en 3D también exhibieron más propiedades terapéuticas que la versión 2D. Contenían cantidades más altas de moléculas de microácido ribonucleico (ARN) que ayudan a proteger el cerebro contra enfermedades neurológicas y en casos de lesión de la médula espinal, y también tenían más proteínas antiinflamatorias.

El trabajo también podría ayudar a tratar a pacientes con enfermedades neurológicas como esclerosis múltiple, accidente cerebrovascular y enfermedad de Alzheimer. Esas enfermedades interrumpen las interacciones de célula a célula necesarias para reparar el cerebro. Las vesículas extracelulares recolectadas de células madre fabricadas que imitan a las células neurales humanas podrían proporcionar las moléculas que indican a las células dañadas de un paciente que comiencen a repararse.

«Las vesículas contienen una gran cantidad de micro-ARN y proteínas, y eso cambia el comportamiento de las células», dijo Li. «No hablan ni escriben una palabra, pero envían señales. Emiten lo que son como paquetes: las partículas. Las envían, otras células las reciben y cambian lo que hacen esas células. El enfoque de ingeniería es hacer las células envían las señales deseadas».