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¿Podría Silly Putty ayudar a tratar los trastornos neurológicos?
Parece poco probable que Silly Putty, un juguete de moldeado para niños, pueda resultar útil en el mundo de la medicina. Pero una nueva investigación de la Universidad de Michigan sugiere que un ingrediente clave utilizado en Silly Putty puede convertir las células madre embrionarias en células de la médula espinal en funcionamiento de manera más eficiente.
El equipo de investigación, incluido Jianping Fu, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Michigan, dice que sus hallazgos pueden conducir a nuevos tratamientos para trastornos neurológicos, como la esclerosis lateral amiotrófica (enfermedad de Lou Gehrig), la enfermedad de Huntington o la enfermedad de Alzheimer.
Las células madre tienen el potencial de convertirse en más de 200 tipos diferentes de células en el cuerpo. Debido a su versatilidad, los investigadores están investigando cada vez más el uso de células madre para el tratamiento de numerosas afecciones médicas.
Noticias médicas hoy recientemente informó sobre la creación de un "mini corazón" que utiliza las propias células madre de los pacientes, lo que podría ayudar a mejorar el tratamiento para las personas que tienen un flujo sanguíneo alterado. En un estudio más reciente, los investigadores crearon el primer modelo de células madre para el trastorno bipolar que podría conducir a nuevos tratamientos para la enfermedad.
Pero como en toda investigación médica, los científicos siempre están buscando formas de mejorar las técnicas existentes. El equipo de U-M quería ver si podían mejorar la forma en que las células madre se transforman en otros tipos de células, un proceso conocido como "diferenciación".
Las superficies de felpa aumentan el crecimiento de las células madre
El equipo evaluó si un ingrediente llamado polidimetilsiloxano, una silicona que le da a Silly Putty su inusual capacidad elástica, podría aumentar la eficiencia de la diferenciación de células madre embrionarias.
Usando este componente, los investigadores desarrollaron "alfombras ultrafinas". Describen estas como superficies ajustables sobre las cuales las células madre pueden crecer. Pudieron ajustar la altura de "publicación" y la rigidez de las superficies de crecimiento. Dicen que los postes más cortos tienen una textura más rígida, similar a una alfombra industrial, mientras que los postes más altos son más suaves, como una alfombra de felpa.
Cuando los investigadores desarrollaron células madre embrionarias en superficies afelpadas, descubrieron que las células se convertían en células nerviosas mucho más rápido y con mayor frecuencia que las células madre que crecían en superficies industriales.
El equipo también descubrió que las colonias de células de la médula espinal (neuronas responsables del movimiento muscular) que crecían en superficies afelpadas eran 10 veces más grandes y cuatro veces más puras que las cultivadas en superficies industriales o placas tradicionales.
Al comentar sobre los hallazgos, el Prof. Fu dice:
"Esto es extremadamente emocionante. Para realizar aplicaciones clínicas prometedoras de células madre de embriones humanos, necesitamos un mejor sistema de cultivo que pueda producir más células diana que funcionen bien. Nuestro enfoque es un gran paso en esa dirección, al usar superficies sintéticas de microingeniería para controlar las señales ambientales mecánicas ".
Potencial para desarrollar terapias de reemplazo celular
Los investigadores utilizaron un ingrediente que se encuentra en Silly Putty para crear "alfombras ultrafinas" sobre las cuales cultivar neuronas motoras que funcionan a partir de células madre embrionarias.
Crédito de la imagen: Ye Tao, Rose Anderson, Yubing Sun, Jianping Fu.
Además de estos hallazgos, los investigadores descubrieron que las células de la médula espinal que crecían en superficies afelpadas demostraban comportamientos eléctricos similares a los de las neuronas que se encuentran en el cuerpo humano.
Además, el equipo identificó una vía de señalización llamada Hippo / YAP, que regula estos comportamientos eléctricos. Hippo / YAP también juega un papel en el control del tamaño de los órganos y la prevención del crecimiento tumoral.
"Nuestro trabajo sugiere que las señales físicas en el entorno celular son importantes en los patrones neuronales, un proceso donde las células nerviosas se especializan para sus funciones específicas en función de su ubicación física en el cuerpo", dice el profesor Fu.
Los investigadores dicen que su estudio, publicado recientemente en la revista Materiales de la naturaleza, es el primero en vincular directamente señales físicas a la diferenciación de células madre embrionarias humanas, en lugar de señales químicas.
En colaboración con médicos de la Facultad de Medicina de la UM, el Prof. Fu y sus colegas ahora utilizan esta novedosa técnica de crecimiento de células madre para desarrollar nuevos tratamientos para pacientes con la enfermedad de Lou Gehrig, una afección que mata las neuronas motoras en el cerebro y la médula espinal, lo que lleva a parálisis.
"El profesor Fu y sus colegas han desarrollado un método innovador para generar neuronas motoras de alta pureza y alto rendimiento a partir de células madre", dice la profesora Eva Feldman de la Facultad de Medicina U-M. "Para ALS (enfermedad de Lou Gehrig), descubrimientos como este proporcionan herramientas para modelar enfermedades en el laboratorio y para desarrollar terapias de reemplazo celular".
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