Su-Chun Zhang, biólogo de células madre de la Facultad de Medicina de la Universidad Duke-National de Singapur y de la Universidad de Wisconsin-Madison, y su equipo desarrollan tecnología para estudiar la comunicación de las células cerebrales y modelar la patología de las enfermedades.
Facultad de Medicina de Duke-NUS
El cerebro humano está repleto de intrincadas redes neuronales que envían señales entre neuronas. Comprender estas redes es crucial para descifrar la salud y la enfermedad cerebral, aunque los modelos existentes han tenido un éxito desigual. Su ChunZhangbiólogo de células madre de la Facultad de Medicina de la Universidad Duke-National de Singapur y de la Universidad de Wisconsin-Madison, para diseñar una plataforma para modelar de manera confiable el tejido neuronal funcional.
Zhang y su equipo desarrollaron una biotinta compuesta de proteínas y polímeros en gel para imprimir en 3D tejidos cerebrales. recomendacionespublicado en Célula madre celularproporcionan una herramienta prometedora para que los investigadores diseñen y estudien cerebros personalizados.1 “Hemos desarrollado la tecnología para guiar las células madre humanas hacia muchos tipos de células nerviosas, como si tuviéramos todos los ingredientes para cocinar un plato. Solo tenemos que juntarlos todos”, explicó Zhang.
La bioimpresión 3D permite a los investigadores seleccionar tipos de células y distribuciones espaciales para replicar el tejido cerebral. La bioimpresión 3D tradicional apila capas de células verticalmentepero estas estructuras a menudo no logran mantener una conectividad celular adecuada.2 El equipo de Zhang elaboró una biotinta Goldilocks utilizando un hidrogel de fibrina que proporcionaba una rigidez óptima para la integridad estructural y la supervivencia de las células. Colocaron neuronas y astrocitos en capas horizontales en un patrón similar a la corteza cerebral y el cuerpo estriado, con el objetivo de crear circuitos neuronales funcionales.
Zhang anticipó que las conexiones neuronales serían aleatorias gracias a la impresión artificial, pero los tejidos se comportaron exactamente igual que en el cerebro. Los registros electrofisiológicos y las imágenes de calcio mostraron una comunicación neuronal constante dentro y entre las regiones cerebrales.
Massimiliano Caiazzoun neurobiólogo de la Universidad de Utrecht que no participó en el estudio, dijo: “Sería interesante crear un circuito sináptico in vitro que se pueda ajustar para el modelado de enfermedades”.
“Dado que esencialmente podemos controlar la composición del tejido, podemos diseñar artificialmente modelos que existen y pueden no existir en nuestro cerebro para observar cómo estas células se comunican entre sí”, señaló Zhang.