La adición de BMP7 durante la diferenciación neuronal dorsaliza aún más la población posmitótica. (A) Cronología de la diferenciación dorsal de H120-NMP, con BMP7 añadida durante la fase de diferenciación neuronal de los días 14 a 19. (B a G) La inmunotinción en cultivos posmitóticos del día 19 muestra que el tratamiento con DAPT convierte rápidamente a los progenitores en fenotipos posmitóticos desplazados dorsalmente en comparación con Fig. 2. Con BMP7, los cultivos cambian de (B, D y F) BRN3A+/ISL1+/TLX3+ (dI3) y BRN3A+/PAX2–/LHX1+ (dI2) a (C, E y G) LHX9+ (dl1). (H) Esquema de las condiciones de diferenciación correspondientes a los tipos de células cardinales posmitóticas. Los subpaneles separan los canales de fluorocromo de 358 nm (azul), 555 nm (rojo), 488 nm (verde) y 647 nm (blanco). Crédito: Avances de la ciencia (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn7430
Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison están desarrollando los medios para convertir las células madre en una amplia gama de tipos específicos de neuronas de la médula espinal y células en el rombencéfalo, el nexo crítico entre la médula espinal y el cerebro, allanando el camino para una mejor prevención. y el tratamiento de la enfermedad de la médula espinal.
En un nuevo estudio publicado en Avances de la ciencia, científicos del Centro de Medicina Regenerativa y Células Madre de la UW-Madison describen un nuevo protocolo para diferenciar las células madre pluripotentes humanas en casi el espectro completo de tipos de células neuronales que surgen durante el desarrollo temprano del cerebro posterior y la médula espinal, importante, porque las células neuronales tienen muchas , trabajos especializados dentro del cuerpo. El estudio también utiliza nuevos análisis bioinformáticos para capturar información previamente desconocida sobre su desarrollo en humanos.
«La capacidad de estudiar el desarrollo del cerebro posterior humano tan temprano es de gran importancia porque muchos trastornos del desarrollo se manifiestan a través de interrupciones en el programa de desarrollo muy temprano», dice Sushmita Roy, coautora del estudio y profesora de Bioestadística y Bioestadística de la UW-Madison. Informática Médica y profesores del Instituto de Descubrimiento de Wisconsin. «Tener un sistema modelo para estudiar este proceso nos ayudará a comprender las posibles causas genéticas o regulatorias de diferentes enfermedades del desarrollo».
Combinando la experiencia de Roy con el aprendizaje automático y las redes reguladoras de genes, y la experiencia del profesor de ingeniería biomédica Randolph Ashton en neurodesarrollo y bioingeniería de células madre, los laboratorios desarrollaron un recurso único que mapea los cambios en la expresión génica que marcan las diferencias entre los subtipos de células neuronales a lo largo del rombencéfalo y la médula espinal.
«Esto es algo a lo que nosotros, como científicos, realmente no hemos tenido un buen acceso antes, pero las células madre nos permiten comenzar a explorar esto», dice Ashton, director asociado de SCRMC, también docente de WID, y CEO y co -fundador de Neurosetta, LLC. «Con este documento podemos comenzar a llenar esos vacíos de comprensión de cómo ocurre el desarrollo humano en el cerebro posterior y la médula espinal y proporcionar una herramienta realmente buena que esencialmente puede conducir a un protocolo muy estandarizado y escalable para fabricar trasplantes de células regenerativas».
Con acceso a subtipos de células neuronales e información sobre cómo se desarrollan e interactúan en diferentes regiones de la médula espinal, Ashton espera que los investigadores pronto puedan fabricar tipos de células específicas para cualquier región dañada de la columna vertebral para trasplante y regeneración efectiva posterior a la lesión. .
«Esto es importante porque los tipos de células en diferentes áreas del cerebro y la médula espinal son muy específicos de la región», dice Ashton. «Para obtener los mejores resultados terapéuticos, es necesario generar células a partir de esa región de la lesión. Así que ahora podemos decir que si necesita células neuronales para sus vértebras C3 a C5, sabemos cómo generarlas y tenemos desarrolló un protocolo escalable para hacerlo».
Si bien aún queda mucho trabajo por hacer antes de que sus hallazgos causen sensación en la clínica, Ashton dice que el nuevo estudio ayudará a los investigadores a detectar terapias que podrían corregir desarrollos anormales en el útero que conducen a varios trastornos neurológicos y del neurodesarrollo en una etapa temprana en humanos. desarrollo.
«Lo más emocionante es que esta investigación nos permitirá observar qué es lo que falla en el desarrollo y potencialmente abordarlo», dice Ashton. «Podemos comenzar a pensar en cómo podemos usar estos modelos para evitar que algunos de estos trastornos ocurran. Entonces, en general, lo que esto haría a largo plazo es reducir la prevalencia de ciertos trastornos neurológicos, lo que podría reducir el sufrimiento. por los pacientes y ahorrar al sistema de salud recursos significativos».
Nueva terapia con células madre para el tratamiento de lesiones de la médula espinal
Nisha R. Iyer et al, La derivación modular de neuronas del SNC posterior humanas diversas y regionalmente discretas permite el descubrimiento de patrones transcriptómicos, Avances de la ciencia (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn7430
Citación: Una mejor comprensión del desarrollo temprano de la médula espinal allana el camino para nuevos tratamientos (18 de octubre de 2022) recuperado el 18 de octubre de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-10-early-spinal-cord-paves-treatments.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.
