Una mejor comprensión del desarrollo temprano de la médula espinal allana el camino para nuevos tratamientos | Noticias

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 Science Advancescientíficos de UW-Madison’s Centro de Medicina Regenerativa y Células Madre 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 muchos trabajos especializados diferentes dentro del cuerpo. El estudio también utiliza nuevos análisis bioinformáticos para capturar información previamente desconocida sobre su desarrollo en humanos.

Sushmita Roy
Sushmita Roy

«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 Royprofesor de Bioestadística e Informática Médica de UW–Madison, profesorado del Instituto de Descubrimiento de Wisconsin y coautor del estudio con el profesor de ingeniería biomédica randolph ashton, el científico Junha Shin y Nisha Iyer, ex postdoctorado en el laboratorio de Ashton ahora en la Universidad de Tufts.

“Tener un sistema modelo para estudiar este proceso nos ayudará a comprender las posibles causas regulatorias o genéticas de diferentes enfermedades del desarrollo”, dice Roy.

Al combinar la experiencia de Roy con el aprendizaje automático y las redes reguladoras de genes, y la experiencia de Ashton en neurodesarrollo y bioingeniería de células madre, los laboratorios desarrollaron un recurso único mapear 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 profesor 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. .

Randolph Ashton
Randolph Ashton

«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 de esa región lesionada. Ahora podemos decir que si necesita células neuronales para sus vértebras C3 a C5, sabemos cómo generarlas y hemos desarrollado 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 ver 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 ocurran algunos de estos trastornos. Entonces, en general, lo que esto haría a largo plazo es reducir la prevalencia de ciertos trastornos neurológicos, lo que podría reducir el sufrimiento de los pacientes y ahorrar recursos significativos al sistema de salud”.

Por Rebekah McBride

Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la Agencia de Protección Ambiental (83573701), los Institutos Nacionales de Salud (R01 GM117339, UG3 TR003150 y F32 NS106740) y la Fundación Nacional de Ciencias (Premio CARRERA 1651645).



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