En el soporte se cultivan células para tratar enfermedades neurodegenerativas

Crean un molde para nuevas piezas del puzzle neuronal

La sustitución de neuronas dañadas por enfermedades
neurodegenerativas no resulta fácil. Los científicos intentan
desarrollar neuronas funcionales a partir de células tratadas in vitro y
para ello se requiere un soporte que simule las características del
sistema nervioso. En esta línea una investigadora del Instituto
Biodonostia ha validado un soporte polimérico capaz de inducir la
diferenciación neuronal en el laboratorio.

Células de la zona subventricular diferenciadas en la matriz desarrollada. Imagen:GFAP/MAP2/Hoechst.

Fuente UPV/EHU | SINC.

San Sebastián, 16.08.2011. Las enfermedades del sistema nervioso
(como el Parkinson o la lesión medular postraumática) son especialmente
difíciles de tratar, ya que no es fácil reemplazar las piezas del puzzle
neural que han resultado dañadas. La clave está en desarrollar neuronas
funcionales a partir de células tratadas in vitro, pero para
ello es imprescindible que el soporte sobre el que se tratan dichas
células simule las características del sistema nervioso.

Esto es lo que ha hecho Patricia García, bioquímica licenciada en la
UPV/EHU e investigadora del Instituto Biodonostia. García ha
desarrollado y validado un soporte polimérico capaz de inducir la
diferenciación neuronal in vitro, en una investigación llevada a cabo en la Unidad de Salud de Tecnalia.

García ha desarrollado un material polimérico que contiene las
características topográficas y bioquímicas adecuadas para convertir
ciertas células en neuronas funcionales. Con este propósito, ha
combinado técnicas de fotolitografía y de tecnología de matrices
extracelulares neurales. La fotolitografía consiste en una serie de
tratamientos a base de exposición de luz y sustancias químicas, y ha
servido para dar al soporte la forma topográfica deseada.

En cuanto a la matriz extracelular neural, es el sustrato natural al que
se adhieren las células para ser guiadas y adquirir funcionalidad
neuronal, y permite la formación de nuevo tejido trasplantable en el
sistema nervioso. García ha simulado las propiedades de dicha matriz en
el soporte desarrollado.

Biocompatible e inductor
En la fase de validación, este
material polimérico ha demostrado ser biocompatible con el sistema
nervioso. Asimismo, sirve para inducir la formación de neuronas lo
suficientemente desarrolladas para poder ser utilizadas
terapéuticamente, siempre y cuando la inducción se haga a partir de
células de origen neural (las pruebas con células de origen no neural
han derivado en neuronas inmaduras, en el mejor de los casos).

García ha realizado validaciones con la línea celular establecida de
rata PC12 (se usa en numerosos ensayos de diferenciación neuronal) y con
cultivos primarios de células de diferentes orígenes extraídas de
ratas. Concretamente, en el caso de las validaciones con PC12, la
biocompatibilidad y la capacidad de diferenciación neuronal y
dopaminérgica (la dopamina cumple funciones neurotransmisoras) del
soporte desarrollado han quedado claramente demostradas.

Solo con las de origen neural
En cuanto a los cultivos
primarios, García ha realizado las primeras pruebas con células de
hipocampo de rata embrionaria. Se trata de células no solo de origen
neural, sino ya determinadas al linaje neuronal en estadios de
desarrollo tan tempranos como el embrionario. Dichas células se han
diferenciado sobre la matriz desarrollada de una manera más eficiente
que en las condiciones clásicas de cultivo, obteniendo neuronas maduras
en tan solo ocho días de cultivo.

El segundo cultivo primario validado en esta matriz ha sido el de
células precursoras neurales (células en la fase anterior a convertirse
en neurona) de la zona cerebral subventricular de rata neonata. Los
resultados muestran capacidad de diferenciación neuronal dopaminérgica
en menos de 30 días de cultivo. Además, se observa una extensa red de
células gliales entre la matriz y las neuronas, cuya función es dar
soporte trófico y señalizador a las neuronas en desarrollo.

El último intento de validación en cultivo primario se ha realizado con
células de origen no neural. Se trata de células precursoras derivadas
de la piel de rata adulta, ya que han sido descritas en la literatura
como una fuente importante de células precursoras neurales. Sin embargo,
en este caso, las células permanecen indiferenciadas sobre la matriz
desarrollada, y solo se ha obtenido un bajo porcentaje de neuronas
inmaduras.

Fuente
UPV/EHU | SINC.

Fotografía
Foto: UPV | EHU.