Com la innovació en cèl·lules mare ha avançat en la investigació en neurociències

Un dels factors que impedeixen l’estudi del cervell humà és la capacitat de realitzar investigacions sobre el teixit cerebral humà que funciona realment. Com a resultat, es realitzen molts estudis científics sobre rosegadors com a substitut dels mamífers. L’inconvenient d’aquest enfocament és que els cervells dels rosegadors tenen una estructura i una funció diferents. Segons Johns Hopkins, estructuralment, el cervell humà té aproximadament un 30% de neurones i un 70% de glia, mentre que el cervell del ratolí té la proporció oposada [1]. Investigadors del MIT van descobrir que les dendrites de les neurones humanes transporten senyals elèctrics de manera diferent que les neurones dels rosegadors [2]. Una alternativa innovadora és fer créixer teixit cerebral humà mitjançant tecnologia de cèl·lules mare.

Les cèl·lules mare són cèl·lules no especialitzades que donen lloc a cèl·lules diferenciades. És un descobriment relativament recent que es remunta als anys 80. Les cèl·lules mare embrionàries van ser descobertes per primera vegada el 1981 per Sir Martin Evans de la Universitat de Cardiff, Regne Unit, i després a la Universitat de Cambridge, premi Nobel de medicina del 2007 [3].

El 1998, James Thomson de la Universitat de Wisconsin a Madison i John Gearhart de la Universitat Johns Hopkins de Baltimore van cultivar cèl·lules mare embrionàries humanes aïllades en un laboratori.

Vuit anys després, Shinya Yamanaka, de la Universitat de Kyoto, al Japó, va descobrir un mètode per transformar les cèl·lules de la pell dels ratolins en cèl·lules mare pluripotents mitjançant un virus per introduir quatre gens [5]. Les cèl·lules mare pluripotents tenen la capacitat de desenvolupar-se en altres tipus de cèl·lules. Yamanaka, juntament amb John B. Gurdon, va guanyar el Premi Nobel de Fisiologia o Medicina 2012 pel descobriment que les cèl·lules madures es poden reprogramar per convertir-se en pluripotents [6]. Aquest concepte es coneix com a cèl·lules mare pluripotents induïdes, o iPSC.

El 2013, un equip de recerca europeu format per científics, dirigit per Madeline Lancaster i Juergen Knoblich, va desenvolupar un organoide cerebral tridimensional (3D) mitjançant cèl·lules mare pluripotents humanes que “van créixer fins a uns quatre mil·límetres de mida i podrien sobreviure fins a 10 mesos . [7]. " Aquest va ser un gran avenç ja que es van cultivar models de neurones anteriors en 2D.

Més recentment, a l’octubre del 2018, un equip de científics dirigits per Tufts va cultivar un model 3D de teixit cerebral humà que exhibia activitat neuronal espontània durant almenys nou mesos. L’estudi es va publicar a l’octubre de 2018 a ACS Biomaterials Science & Engineering, revista de la American Chemical Society [8].

Des del descobriment inicial de cèl·lules mare en ratolins fins al creixement de models de xarxes neuronals humanes en 3D a partir de cèl·lules mare pluripotents en menys de 40 anys, el ritme d’avanç científic ha estat exponencial. Aquests models de teixit cerebral humà en 3D poden ajudar a avançar en la investigació per descobrir nous tractaments contra l’Alzheimer, el Parkinson, la Huntington, la distròfia muscular, l’epilèpsia, l’esclerosi lateral amiotròfica (també coneguda com ALS o malaltia de Lou Gehrig) i moltes altres malalties i trastorns del cervell. Les eines que utilitza la neurociència per a la investigació evolucionen en sofisticació i les cèl·lules mare juguen un paper important en l’acceleració del progrés en benefici de la humanitat.

Copyright © 2018 Cami Rosso Tots els drets reservats.

2. Rosso, Cami. "Per què el cervell humà presenta intel·ligència superior?" Psicologia Avui. 19 d'octubre de 2018.

3. Universitat de Cardiff. "Sir Martin Evans, premi Nobel de medicina". Recuperat el 23 d'octubre de 2018 de http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Vistes al cor. "Cronologia de les cèl·lules mare". 2015 abril-juny. Recuperat el 23-10-2018 de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. "Com les cèl·lules iPS van canviar el món". Naturalesa. 15 de juny de 2016.

6. El premi Nobel (08-10-2012). “El Premi Nobel de Fisiologia o Medicina 2012 [Nota de premsa]. Recuperat el 23 d'octubre de 2018 de https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. "Els científics fan créixer teixits cerebrals humans en 3D". MIT Technology Review. 28 d’agost de 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. " Models de xarxes neuronals humanes 3D funcionals i sostenibles de cèl·lules mare pluripotents. "ACS Biomaterials Science & Engineering, revista de la American Chemical Society. 1 d’octubre de 2018.