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Un nuevo dispositivo mejora la generación de células madre para la terapia del Alzheimer
Último revisado: 14.06.2024
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Investigadores en Suecia dicen que han perfeccionado una técnica para convertir células normales de la piel en células madre neurales, lo que creen que se está acercando a terapias celulares personalizadas y asequibles para tratar la enfermedad de Alzheimer y Parkinson.
Utilizando un dispositivo de microfluidos diseñado a medida, el equipo de investigación ha desarrollado un enfoque acelerado y sin precedentes para reprogramar células de la piel humana en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) y luego desarrollarlas en células madre neurales.
El primer autor del estudio, Saumey Jain, dice que la plataforma podría mejorar y reducir el costo de la terapia celular al hacer que las células sean más fácilmente compatibles y aceptadas por el cuerpo del paciente. El estudio fue publicado en Advanced Science por científicos del Real Instituto de Tecnología KTH.
Anna Herland, autora principal del estudio, dijo que el estudio demostró el primer uso de microfluidos para guiar a las iPSC a convertirse en células madre neurales.
Células madre neuronales diferenciadas mediante una plataforma de microfluidos. Foto: Real Instituto de Tecnología KTH
La transformación de células ordinarias en células madre neurales es en realidad un proceso de dos pasos. Las células se exponen primero a señales bioquímicas que las inducen a convertirse en células madre pluripotentes (iPSC), que pueden generar varios tipos de células.
Luego se transfieren a un cultivo que imita las señales y los procesos de desarrollo involucrados en la formación del sistema nervioso. Esta etapa, llamada diferenciación neuronal, redirige las células hacia la vía de las células madre neurales.
Durante los últimos diez años, los entornos de laboratorio para este tipo de trabajo han pasado gradualmente de placas tradicionales a dispositivos de microfluidos. Herland dice que la nueva plataforma representa una mejora en los microfluidos para ambos pasos: generación de iPSC y diferenciación de células madre neurales.
Utilizando células de biopsias de piel humana, los investigadores descubrieron que la plataforma de microfluidos permitía a las células comprometerse con un destino neuronal en una etapa más temprana que las diferenciadas en placas convencionales.
“Documentamos que el entorno confinado de la plataforma de microfluidos mejora el compromiso de generar células madre neuronales”, dice Herland.
La vista más cercana de un chip de microfluidos utilizado para la inducción de células madre. Foto: Real Instituto de Tecnología KTH
Jain dice que el chip de microfluidos se puede fabricar fácilmente utilizando polidimetilsiloxano (PDMS) y su tamaño microscópico ofrece ahorros significativos en reactivos y material celular.
La plataforma se puede modificar fácilmente para adaptarse a la diferenciación en otros tipos de células, añade. Puede automatizarse, proporcionando un sistema cerrado que garantiza consistencia y confiabilidad en la producción de poblaciones de células altamente uniformes.
Resumen de la investigación que incluye la fabricación de dispositivos, la reprogramación de células somáticas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) y la inducción neuronal de iPSC utilizando el protocolo de inhibición dual SMAD para generar células madre neurales.
a) Proceso de fabricación de un dispositivo microfluídico con canales de 0,4 y 0,6 mm de altura para reprogramación de células somáticas (R) e inducción neural (N), respectivamente. Los volúmenes de los canales y el volumen total se indican en la tabla.
b) Descripción general del proceso de reprogramación de células somáticas en iPSC en placas y dispositivos de microfluidos mediante transfección de ARNm.
c) Descripción general del proceso de inducción neuronal de iPSC en células madre neurales en placas y dispositivos de microfluidos utilizando el protocolo de inhibición dual SMAD.
Fuente: Ciencia Avanzada (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859
“Este es un paso hacia hacer accesibles las terapias celulares personalizadas para las enfermedades de Alzheimer y Parkinson”, añade Jain.
En el estudio también participaron científicos del Instituto Karolinska y de la Universidad de Lund, colaborando en el consorcio IndiCell.