Científicos producen el primer tejido cerebral impreso en 3D para su uso en investigación

(Por Ernie Mundell - HealthDay News) -- Científicos estadounidenses afirman que han creado el primer tejido cerebral impreso en 3D en el que las neuronas se conectan en red y “hablan” entre sí.

“Sería un avance para el estudio de los procesos neurológicos en el laboratorio”, afirma el equipo de la Universidad de Wisconsin-Madison a cargo de la investigación.

“Este podría ser un modelo enormemente poderoso para ayudarnos a comprender cómo se comunican las células cerebrales y partes del cerebro en los humanos”, dijo el autor principal del estudio, Su-Chun Zhang, profesor de neurociencia y neurología en el Centro Waisman de la Universidad de Wisconsin-Madison.

"Podría cambiar la forma en que observamos la biología de las células madre, la neurociencia y la patogénesis de muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos", añadió en un comunicado de prensa de la universidad.

El equipo de Zhang descubrió que los investigadores ya tenían un modelo orgánico para la investigación del cerebro, llamado organoides cerebrales. Pero los organoides crecen con mucha menos organización celular y capacidad interconectiva que el nuevo tejido impreso en 3D.

“Con el nuevo proceso de su laboratorio, imprimimos la corteza cerebral y el cuerpo estriado, y lo que encontramos fue bastante sorprendente. Incluso cuando imprimimos diferentes células que pertenecían a diferentes partes del cerebro, todavía podían comunicarse entre sí de una manera muy especial y específica”, sostuvo el experto.

En un informe publicado el 1 de febrero en la revista Cell Stem Cell, el equipo de Madison dijo que su tecnología de impresión 3D ha mejorado los intentos anteriores de crear tejido cerebral impreso en 3D.

Los tejidos del laboratorio de Madison incluyen neuronas creadas a partir de células madre, y están orientadas en un patrón diferente al utilizado en intentos anteriores. Las células también están incrustadas en una forma más suave de gel de “biotinta” que la que se usaba anteriormente.

Como explicó Zhang, “el tejido todavía tiene suficiente estructura para mantenerse unido, pero es lo suficientemente suave como para permitir que las neuronas crezcan entre sí y comiencen a hablar entre sí”. Esto significa que las células cerebrales dispares en el nuevo tejido utilizan sustancias químicas neurotransmisoras para enviarse señales entre sí. Incluso pueden formar redes neuronales, como se observa en los cerebros vivos, dijo el grupo de Zhang.

“Nuestro laboratorio es muy especial en el sentido de que somos capaces de producir prácticamente cualquier tipo de neuronas en cualquier momento. Entonces podemos unirlos en casi cualquier momento y de la forma que queramos. Debido a que podemos imprimir el tejido por diseño, podemos tener un sistema definido para ver cómo funciona nuestra red cerebral humana. Podemos observar muy específicamente cómo las células nerviosas se comunican entre sí bajo ciertas condiciones porque podemos imprimir exactamente lo que queremos”, agregó Zhang.

El equipo de Madison cree que su nuevo tejido impreso en 3D podría ser utilizado fácilmente por la mayoría de los laboratorios de investigación. No requiere equipo especial y los científicos pueden investigar los procesos neurológicos utilizando microscopios estándar.

Las aplicaciones potenciales incluyen estudios sobre el síndrome de Down, la enfermedad de Alzheimer, el desarrollo del cerebro y la creación de medicamentos experimentales, dijeron los investigadores.

“El avance clave aquí es que el tejido impreso en 3D forma redes neurológicas reales. En el pasado, a menudo hemos mirado una cosa a la vez, lo que significa que a menudo nos perdemos algunos componentes críticos. Nuestro cerebro opera en redes”, dijo Zhang. “Queremos imprimir el tejido cerebral de esta manera porque las células no funcionan por sí mismas. Hablan entre ellos. Así es como funciona nuestro cerebro, y hay que estudiarlo todo junto para entenderlo realmente”, concluyó.

Más información

Obtén más información sobre cómo funciona el cerebro en Johns Hopkins Medicine. FUENTE: Universidad de Wisconsin-Madison, comunicado de prensa, 1 de febrero de 2024

* Ernie Mundell HealthDay Reporters ©The New York Times 2024

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