Laboratorio

Resumen:Los investigadores han innovado en un método para producir minicerebros cultivados en laboratorio, conocidos como organoides cerebrales humanos, libres de células animales, lo que promete un estudio y tratamiento más precisos de las enfermedades neurodegenerativas.

Anteriormente, los organoides cerebrales se cultivaban utilizando una sustancia derivada de sarcomas de ratón llamada Matrigel, lo que generaba inconsistencias debido a su composición y variabilidad indefinidas. El nuevo método utiliza una matriz extracelular diseñada sin componentes animales, lo que mejora la neurogénesis de los organoides cerebrales.

Este avance permite una replicación más precisa de las condiciones del cerebro humano y podría abrir puertas para el tratamiento personalizado de enfermedades neurodegenerativas como la ELA y el Alzheimer.

Hechos clave:

Fuente:Universidad de Michigan

Investigadores de la Universidad de Michigan desarrollaron un método para producir cerebros en miniatura cultivados artificialmente, llamados organoides cerebrales humanos, libres de células animales que podrían mejorar en gran medida la forma en que se estudian y, eventualmente, se tratan las enfermedades neurodegenerativas.

Durante la última década de investigación de enfermedades neurológicas, los científicos han explorado el uso de organoides del cerebro humano como alternativa a los modelos de ratón.

Estos tejidos tridimensionales autoensamblados derivados de células madre embrionarias o pluripotentes modelan más fielmente la compleja estructura del cerebro en comparación con los cultivos bidimensionales convencionales.

Hasta ahora, la red diseñada de proteínas y moléculas que dan estructura a las células de los organoides cerebrales, conocidas como matrices extracelulares, utilizaba a menudo una sustancia derivada de sarcomas de ratón llamada Matrigel.

Ese método sufre importantes desventajas, con una composición relativamente indefinida y variabilidad de un lote a otro.

La última investigación de la UM, publicada en Annals of Clinical and Translational Neurology, ofrece una solución para superar las debilidades de Matrigel.

Los investigadores crearon un método de cultivo novedoso que utiliza una matriz extracelular diseñada para organoides cerebrales humanos (sin la presencia de componentes animales) y mejoró la neurogénesis de los organoides cerebrales en comparación con estudios anteriores.

"Este avance en el desarrollo de organoides del cerebro humano libres de componentes animales permitirá avances significativos en la comprensión de la biología del desarrollo neurológico", dijo el autor principal Joerg Lahann, Ph.D., director del Instituto de Biointerfaces de la UM y profesor universitario Wolfgang Pauli de Ingeniería Química en la UM.

"Los científicos han luchado durante mucho tiempo para trasladar la investigación con animales al mundo clínico, y este novedoso método facilitará que la investigación traslacional llegue del laboratorio a la clínica".

Las matrices extracelulares fundamentales de los organoides cerebrales del equipo de investigación estaban compuestas de fibronectina humana, una proteína que sirve como estructura nativa para que las células madre se adhieran, se diferencien y maduren. Estaban sostenidos por una estructura de polímero altamente poroso.

Los organoides se cultivaron durante meses, mientras que el personal del laboratorio no pudo ingresar al edificio debido a la pandemia de COVID 19.

Utilizando la proteómica, los investigadores descubrieron que sus organoides cerebrales desarrollaban líquido cefalorraquídeo, un líquido transparente que fluye alrededor del cerebro y la médula espinal sanos. Este líquido se asemejaba más al LCR humano adulto en comparación con un estudio histórico de organoides cerebrales humanos desarrollado en Matrigel.

"Cuando nuestros cerebros se desarrollan naturalmente en el útero, por supuesto no crecen sobre un lecho de matriz extracelular producida por células cancerosas de ratón", dijo la primera autora Ayşe Muñiz, Ph.D., estudiante de posgrado en Ciencias Macromoleculares de la UM. y Programa de Ingeniería al momento de la obra.

"Al colocar las células en un nicho diseñado que se parece más a su entorno natural, predijimos que observaríamos diferencias en el desarrollo de organoides que imitan más fielmente lo que vemos en la naturaleza".

El éxito de estos organoides cerebrales humanos libres de xenogénicos abre la puerta a la reprogramación con células de pacientes con enfermedades neurodegenerativas, dice la coautora Eva Feldman, MD, Ph.D., directora del Centro de Excelencia ALS de la UM y James W. Albers Profesor Distinguido de Neurología en la Facultad de Medicina de la UM.

"Existe la posibilidad de tomar células madre de un paciente con una enfermedad como ELA o Alzheimer y, esencialmente, construir un minicerebro avatar de ese paciente para investigar posibles tratamientos o modelar cómo progresará su enfermedad", dijo Feldman.

"Estos modelos crearían otra vía para predecir enfermedades y estudiar tratamientos a nivel personalizado para condiciones que a menudo varían mucho de persona a persona".

Los autores adicionales incluyen a Tuğba Topal, Ph.D., Michael D. Brooks, Ph.D., Angela Sze, Do Hoon Kim, Jacob Jordahl, Ph.D., Joe Nguyen, Ph.D., Paul H. Krebsbach, DDS , Ph.D., Masha G. Savelieff, todos de la Universidad de Michigan.

AJM está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias con la subvención no. DGE 1256260. ELF agradece al Fondo de Iniciativa Ambiental de Salud de Robert y Katherine Jacobs, al Fondo de Iniciativa de Salud Cerebral de Andrea y Lawrence A. Wolfe, al Programa Robert E. Nederlander Sr. para la Investigación del Alzheimer y a NeuroNetwork para Terapias Emergentes. Reconocemos la financiación del Instituto de Biointerfaces de la Universidad de Michigan (ELF y JL).

Autor:Noé FromsonFuente:Universidad de MichiganContacto:Noah Fromson – Universidad de MichiganImagen:La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso abierto. “Las matrices extracelulares diseñadas facilitan los organoides cerebrales a partir de células madre pluripotentes humanas” por Joerg Lahann et al. Anales de neurología clínica y traslacional

Abstracto

Las matrices extracelulares diseñadas facilitan la formación de organoides cerebrales a partir de células madre pluripotentes humanas

Los organoides cerebrales son modelos cerebrales in vitro miniaturizados generados a partir de células madre pluripotentes, que se parecen más al cerebro de tamaño completo que los cultivos celulares bidimensionales convencionales. Aunque los organoides cerebrales imitan las interacciones de la red de célula a célula del cerebro humano, generalmente no logran recapitular fielmente las interacciones de célula a matriz. Aquí, se desarrolló un marco de ingeniería, llamado matriz extracelular diseñada (EECM), para brindar soporte e interacciones entre células y matrices a los organoides cerebrales en desarrollo.

Generamos organoides cerebrales utilizando EECM compuestos de fibronectina fibrilar humana soportada por una estructura de polímero altamente porosa. Los organoides cerebrales resultantes se caracterizaron mediante microscopía de inmunofluorescencia, transcriptómica y proteómica del compartimento del líquido cefalorraquídeo (LCR).

La EECM que imita la matriz intersticial mejoró la neurogénesis, la maduración glial y la diversidad neuronal de las células madre embrionarias humanas en comparación con la matriz proteica convencional (Matrigel). Además, los EECM respaldaron el cultivo a largo plazo, lo que promovió organoides de gran volumen que contenían más de 250 μL de LCR. El análisis proteómico del LCR encontró que reemplazaba a los organoides cerebrales anteriores en diversidad de proteínas, como lo indican 280 proteínas que abarcan 500 vías de ontología genética compartidas con el LCR de adultos.

Las matrices EECM diseñadas representan un avance importante en la ingeniería neuronal, ya que tienen el potencial de mejorar significativamente la diversidad estructural, celular y funcional que se puede lograr en modelos cerebrales avanzados.

Realmente espero que hagan pruebas rigurosas para asegurarse de que no estén conscientes ni pensando. La idea de tomar células madre de un paciente y desarrollar un cerebro “modelo”... Sé que es diferente, pero me hace pensar en esa película de Ewan McGregor con la isla clon. Si es un cerebro autoensamblado, pequeño y malformado o no, ¿qué tan consciente es?

Nota al margen, Dios mío, estas personas que comentan sobre estos cerebros de fetos abortados realmente necesitan volver a la escuela, leer un libro de texto de medicina o callarse con lo ignorantes que son. Jesús. No son fetos abortados. Incluso si lo fueran, hacemos investigaciones científicas sobre cadáveres todo el tiempo. Relajarse.

En pocas palabras, si hay actividad neuronal en este tejido, entonces está vivo. Sin filosofía, ética o moral, estás (si es cierto) creando cognición humana sin estímulos ambientales y matándola.

No he tenido una pesadilla desde que era un ķid y tengo 62 años, Dios mío, ¿por qué el hombre está tratando de convertirse en ti? Dios, es eso. No, creo que si pueden hacer algo bueno desde el punto de vista médico por nosotros, se volverán históricamente famosos y se enriquecerán a ellos y a su familia. Solo mis pensamientos Tengo una idea pero no tengo el dinero para hacerla realidad. Una gran idea donde no tendríamos que depender de combustibles fósiles.

Creen que están haciendo lo correcto. Pero si esa cosa es para matar bebés humanos, ew. Peor aún cuando les quitas el cerebro y los torturas, permitiéndoles desarrollarse hasta convertirse en algo que podría ser tan consciente de sí mismo como un recién nacido. Ojalá pudiera empaquetarlos y salvarlos humanamente. Los niños merecen amor y compasión, no esto. Esto es desagradable. Este es un horror al nivel de la ciencia ficción. Este es un absurdo al nivel de Frankenstein. Vaya.

Algún día llegaremos demasiado lejos. Vamos a llegar tan lejos que tal vez creemos zombis a partir de los no nacidos. Bebés zombis que ven lo que les hemos hecho y buscan venganza. Les quitaste el cerebro, ¿por qué ellos no te quitan el tuyo? Jugar a ser Dios siempre tiene consecuencias al nivel de Dios. Tarde o temprano lo descubrirán. Acabemos con este absurdo antes de que sea demasiado tarde. Para. Detenlo ahora mismo.

No están matando bebés y extrayendo sus cerebros, por el amor de Dios. Los investigadores están utilizando células madre para crear modelos cerebrales en una placa de Petri. Pueden tomar células de la piel de sus propios cuerpos y convertir las células madre en otras células funcionales, incluso células cerebrales.

Nadie está creando zombis ni uniendo partes de cuerpos para crear un monstruo de Frankenstein. Las creaciones son simplemente células y sistemas que tienen elementos neurológicos en un plato y los utilizan con fines de investigación. Nadie extrae un cerebro, lo pone en un laboratorio y lo ataca por diversión o trucos.

No sé si la gente lee el título y simplemente comenta sin leer el artículo real o qué, pero algunos de estos comentarios son una total tontería.

Lmao, estoy de acuerdo. Piensa que sólo hablan para ser escuchados. ¿A mí? Soy un gran aficionado a la ciencia ficción, así que esto es realmente genial. Aterrador en cierto modo pero aún así genial. Mi idea sería crear un avatar real como un cerebro y, si es posible, transferirle la conciencia de una persona enferma. O úselo para reparar nervios o columna dañados.

Parece que estos investigadores han descifrado el código para la generación o regeneración de células cerebrales. ¿Podría explotarse (o modificarse según sea necesario) la técnica para regenerar las células centrales de la médula espinal humana y las células de la vaina para formar puentes funcionales que reemplacen las estructuras de la médula espinal humana dañadas o ausentes?

Suena como una película de terror, ¡¡me están asustando!! Jajaja

Dalek. Han creado Daleks.

Eso sería genial.

Esto es lo que les está pasando a las que abortan. No están muertos, pero sus semejantes los desarman y los prueban. Tienen su cerebro creciendo en un plato, su conciencia no se comprende mientras se encuentra en un laboratorio traicionado por su madre, su padre y sus compañeros humanos solo para ser probados. Sólo debes saber que ninguna de esas pobres almas con las que juegan a ser dioses vino de aquellos que hicieron las pruebas, vinieron de gente pobre que no entiende el valor de la vida y no tiene idea de lo que le está pasando a su propia carne y sangre y al niño que podría Ahora lo desarman y lo dejan crecer en una placa de Petri en un laboratorio en nombre de la “ciencia”. Pero está bien porque estas personas usan batas blancas limpias y tienen un papel en un marco con su nombre encima de un escritorio... No soy religioso, pero Dios mío, los demonios están entre nosotros... y no saben lo que hacen.

Tu comentario está lejos de ser factual. Está tan lejos de ser un hecho que es completamente incorrecto.

Este es tejido fetal. Tejido. No es un ser sensible y consciente en absoluto, es simplemente tejido como tejido de riñón o tejido de hígado. No dirías que el tejido es consciente, ¿verdad? Lo mismo ocurre con el tejido fetal. Además, son las células madre las que se utilizan. Las células madre no son conscientes. Son simplemente material genético.

No se mata ni se experimenta con un “niño” o un “bebé”, se trata simplemente de células madre y tejido. Por productos que de otro modo se desperdiciarían tras un despido.

Este es el punto. Los abortos ocurren. ¿Preferirías que se descarte al “bebé” (es estúpido descender a ese nivel, pero está bien), o preferirías que el tejido/material genético se utilice para ayudar a curar enfermedades que afectan a los seres humanos vivos y respirables, incluidos los bebés que ¿Moriría literalmente sin los hallazgos que se han producido utilizando modelos de células madre?

Y sí, estás arrojando dogmas religiosos.

¡Estoy completamente de acuerdo con tu respuesta al que arroja dogmas religiosos! Esa persona obviamente ve un artículo y, sin comprender completamente lo que significa o lo que está pasando y sin hacer su propia investigación, escupe algunas tonterías hipócritas y, a su vez, probablemente no se da cuenta de cómo esa persona realmente no está defendiendo a esos bebés abortados. ... ¡sino decir que preferirían ver a esos bebés abortados sentados en un contenedor de basura en lugar de convertir algo negativo en positivo! No estoy a favor ni en contra del aborto... No lo entiendo lo suficientemente bien como para poder argumentar en un sentido o en otro. Conozco amigos que lo han hecho y todavía tienen opiniones encontradas al respecto. Pero en mi opinión... si va a suceder... lo cual es independientemente de lo que digan las leyes... Me gustaría que mi bebé abortado todavía tuviera la oportunidad de ayudar a otro ser humano de cualquier manera posible, entonces lo tiraría a un contenedor de basura. y olvidado mientras algún idiota argumenta que no está bien sin hacer nada al respecto y obviamente no ha recibido educación sobre el tema en primer lugar. La razón por la que esto me impacta es porque tengo una hermana gemela idéntica que nació con una enfermedad ocular muy rara y es completamente ciega. No hay manera de trasplantar sus ojos porque los médicos no han podido descubrir cómo mantener vivo el nervio óptico después de haberlo cortado del cerebro. ¡Este tipo de investigación ES la única manera en que los médicos podrán, con suerte, algún día hacer ese descubrimiento! Entonces, para el que arroja dogmas religiosos…. ¡¡Cállate y haz tu propia investigación ANTES de pensar que tienes algo inteligente sobre qué discutir!! Gracias Neuroscience News... ¡no podrías haberlo dicho mejor!

¿Sabemos con certeza que los cerebros cultivados con este método no son sensibles? Es simplemente curioso, porque si crece a partir de las mismas células en las que crecería una real, al menos intentaría volverse sensible, ya que así es como están programadas las células. Sin hacer sombra, solo tengo verdadera curiosidad si aparece algo en el escaneo de actividad. Definitivamente es una ciencia valiosa, pero es una cuestión un poco moral, ya que sería una existencia muy buena ser esa cosa en esa placa de Petri jajaja.

Yo diría que, en términos generales, ningún modelo organoide es un cerebro completo hasta el momento. La mayoría son modelos de una o varias áreas interconectadas y, por lo tanto, no podrían lograr la sensibilidad. Si se creara un modelo con receptores de dolor específicos y diera una respuesta al dolor, aún así no se podría llamarlo sensible porque no tendría concepto de qué es el dolor. ¿Son capaces de desarrollar emociones? No, porque la emoción es el resultado de la experiencia y de un sentido general de conciencia. Son simplemente una colección de células. Sin embargo, algunos investigadores están debatiendo el concepto de "personalidad" en relación con los organoides. Por otra parte, si bajamos por esa pendiente, teóricamente podríamos debatir la “personalidad” de cualquier tipo de crecimiento, tanto dentro de un plato como de un cuerpo, si somos lo suficientemente cínicos para hacerlo.

En términos de actividad, sí se puede generar. Por otra parte, un corte de cerebro de una rata muerta también puede generar actividad en experimentos de electrofisiología. ¿Es sensible un trozo de cerebro de rata muerta expuesto a sustancias químicas? Es una pregunta interesante, pero yo diría que no.

Supuse que estos embriones y cerebros se cultivaron a partir de cigotos donados a la ciencia, restos del tratamiento de FIV de personas o de células de óvulos y espermatozoides de donantes. De cualquier manera, estoy seguro de que las Madres de estos organismos nunca consentirían esta inhumanidad, si supieran que esto está sucediendo.

No se puede hacer algo de la nada. Si este artículo se considera cierto, estos científicos esencialmente están creando homúnculos (o partes de ellos) y piedras filosofales.

Ok, todos deben detener a F'n con Krang de esa manera antes de que se enteren. Simplemente sigue adelante y colócalo de nuevo en el estómago de su robot, apúntalo en dirección al Tecnódromo y espera que regrese a la Dimensión X; de lo contrario, Shredder vendrá a buscar...

Los zombis nos lo agradecerían.

Antes de considerar el potencial de investigación, lea nuevamente el primer párrafo.

"Estos tejidos 3D autoensamblados derivados de células madre embrionarias o pluripotentes modelan más fielmente la compleja estructura del cerebro en comparación con los cultivos bidimensionales convencionales".

“Autoensamblado” significa vivir, crecer.

“Derivado de embriones” – de embriones humanos.

Hacer crecer un cerebro humano vivo por sí solo durante Dios sabe cuánto tiempo sin otros órganos corporales es horrible. ¿Cómo pueden los científicos que trabajan en esto no quedar traumatizados por hacer esto?

Esto es realmente horrible. Si es realmente un cerebro vivo. Tiene que saber que no tiene cuerpo y saber que está en mal estado tal como los científicos que hicieron esto. Sus cerebros están desordenados y, como de costumbre, los científicos quieren decir: "Mira lo que hicimos". Pero incluso ellos tuvieron que usar un embrión humano abortado para hacer esto, demostrando que Dios crea el mundo. La evolución no existe sólo la mallución.

Mis pensamientos exactos, un paso de gigante para la investigación científica médica. Una pesadilla sobre lo que esto realmente significa: ¿estamos recolectando tejido para que la IA habite en los vasos? 😱 Y, Dios mío, ¿ese cerebro orgánico creado en laboratorio tiene alma ya que se deriva de tejidos embrionarios? ¿Se trata ahora de un comienzo clonal del embrión? ¡Mi cerebro manso y de inspiración tradicional no puede comprenderlo!

El Dr. Frankenstein nunca se preocupó por la ética, ¿por qué deberían hacerlo los científicos modernos?

Gracias a ambos por dar voz a esto. ¿Tantos han perdido la conciencia?

Aparentemente si esto es lo que estamos obteniendo.

Toda la moraleja de Frankenstein trata sobre cómo debemos ser mejores cuidadores o padres de nuestros proyectos científicos. De lo contrario, podrían volver a perseguirnos hasta el punto de destruirnos por completo.

Si es una réplica completa de un cerebro humano, entonces probablemente sea consciente y piense hasta cierto punto, pero sin percepción.

probablemente también estaban rastreando la actividad neuronal en cualquier experimento que estuvieran realizando.

Esos datos serían útiles para determinar la ética de la situación.

Larga historia corta.

Si la actividad cerebral es baja o casi nula, no es lo suficientemente consciente como para ser considerado consciente, pero por otro lado, si tiene niveles de actividad similares a los del cerebro que aún se encuentra dentro de nuestros cráneos, entonces sí es consciente y probablemente consciente, y esto se convierte en una situación de terror anciano.

En cualquier caso, es muy interesante y casi de ciencia ficción. Estoy emocionado de ver cualquier avance en esto.

¿Deberíamos entonces volver al método de estudio del Dr. Mengele?

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