Científicos desarrollan plan para convertir células madre en interneuronas sensoriales | Noticias

Los hallazgos representan un paso importante hacia las terapias celulares para restaurar la sensibilidad en personas con lesiones de la médula espinal.

Conclusiones clave:

  • Al igual que la cosa real. Las interneuronas derivadas de células madre, que juegan un papel en sensaciones como el tacto y el dolor, son indistinguibles de sus contrapartes de la vida real en el cuerpo.
  • Las terapias del mañana. Además de los posibles tratamientos para la pérdida de sensibilidad relacionada con las lesiones, el descubrimiento podría dar lugar a nuevos métodos para la detección de fármacos para el dolor crónico.
  • Avanzando Si bien se utilizaron células madre de ratones en la investigación, los científicos ahora están trabajando para replicar los hallazgos con células humanas.

Investigadores del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre en UCLA han desarrollado una hoja de ruta única en su tipo que detalla cómo las células madre se convierten en interneuronas sensoriales, las células que permiten sensaciones como el tacto, el dolor y la picazón.

El estudio, realizado con células madre embrionarias de ratones, también identificó un método para producir todo tipo de interneuronas sensoriales en el laboratorio. Si este trabajo se puede replicar usando células madre humanas, dijeron los investigadores, podría ser un paso clave hacia el desarrollo de terapias basadas en células madre que restauren la sensibilidad en personas que han perdido la sensibilidad en partes de su cuerpo debido a lesiones en la médula espinal.

«Durante muchos años, la investigación de mi laboratorio se ha centrado en ayudar a las personas que han experimentado lesiones en la médula espinal a sentir de nuevo», dijo la autora principal del estudio, Samantha Butler, profesora de neurobiología y miembro del Centro de Investigación de Células Madre Broad. “Este trabajo nos acerca a ese objetivo al delinear la receta para producir las células que las personas necesitan para experimentar el consuelo de un abrazo o sentir el peligro a través del dolor”.

los los hallazgos se publican hoy en la revista revisada por pares Cell Reports.

Interneuronas sensoriales derivadas de células madre de ratón.

Las interneuronas sensoriales, una clase de neuronas en la médula espinal, son responsables de transmitir información sensorial de todo el cuerpo al sistema nervioso central. En 2018, el laboratorio de Butler se convirtió en el primer grupo en crear interneuronas sensoriales a partir de células madre pluripotentes inducidas y embrionarias humanas. En ese momento, su estudio identificó cómo producir solo algunos subtipos de estas células críticas.

Este nuevo documento amplía ese trabajo al presentar protocolos detallados que se pueden usar para dirigir las células madre para que se diferencien en cada uno de los seis subtipos de interneuronas sensoriales. Además, las interneuronas creadas usando estos protocolos son genética y molecularmente indistinguibles de sus contrapartes de la vida real en el cuerpo, lo que les da a los investigadores razones para creer que tendrán las mismas funciones sensoriales.

“Cada subtipo de interneurona sensorial transmite información sobre una sensación diferente, como tacto, presión, estiramiento, dolor, picazón y calor”, dijo Sandeep Gupta, primer autor del nuevo estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Butler. “Cualquier terapia celular utilizada para tratar lesiones de la médula espinal y restaurar la sensibilidad deberá contener todos estos subtipos, y los subtipos deben parecerse lo más posible a las interneuronas reales”.

Gupta y Butler también identificaron marcadores únicos en la superficie celular de cada uno de los seis subtipos, lo que permitirá a los científicos aislar poblaciones puras de estas diferentes interneuronas sensoriales, ya sea derivadas de células madre u obtenidas del cuerpo. Como paso final, demostraron que al hacer una modificación a estos protocolos, podrían generar con éxito la gran cantidad de interneuronas sensoriales que serían necesarias para las aplicaciones clínicas.

Sandeep Gupta, a la izquierda, y Samantha Butler en el laboratorio. Ann Johansson/Centro de investigación de células madre amplias de UCLA

En conjunto, estos avances podrían ser particularmente útiles para identificar nuevos medicamentos. Por ejemplo, los investigadores podrían aislar las interneuronas sensoriales que transmiten señales de dolor y usarlas para probar medicamentos destinados a bloquear su actividad en personas con dolor crónico.

«Esto abre la posibilidad de que podamos recrear los circuitos neuronales que regulan el dolor en el laboratorio y luego detectar nuevos medicamentos que funcionen como la morfina pero que no se dirijan al cerebro, lo que podría reducir el riesgo de adicción», dijo Butler, quien ocupa la Cátedra Eleanor I. Leslie en Investigación Cerebral Pionera en el departamento de neurobiología de la Escuela de Medicina David Geffen de la UCLA.

Además de sus implicaciones potenciales para el desarrollo de terapias celulares y la detección de fármacos, la capacidad de producir interneuronas sensoriales en el laboratorio podría permitir a los investigadores modelar, estudiar y, en última instancia, identificar tratamientos para afecciones que afectan la sensación, como trastornos del espectro autista o enfermedades crónicas. insensibilidad al dolor.

El equipo ahora está trabajando para replicar estos hallazgos usando células humanas. Si este trabajo produce con éxito todos los subtipos de interneuronas sensoriales humanas, proporcionaría una nueva vía crítica para estudiar los trastornos del procesamiento sensorial, dijo Butler.

El estudio fue apoyado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, parte de los Institutos Nacionales de Salud, y una beca posdoctoral del programa de capacitación del Centro de Investigación de Células Madre Broad de la UCLA.

Los protocolos que dirigen a las células madre para que se diferencien en los diversos subtipos de interneuronas sensoriales están cubiertos por una solicitud de patente presentada por el Grupo de Desarrollo de Tecnología de la UCLA en nombre de los Regentes de la Universidad de California, con Butler y Gupta incluidos como coinventores.

Tiaré Dunlap / UCLA



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