Ciencia

Investigadores producen el primer tejido nervioso humano funcional impreso en 3D

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Los productos que se están logrando imprimir con impresoras 3D en la actualidad han alcanzado una sofisticación impresionante. Cómo ejemplo, un estimado colega nos comparte el presente artículo, escrito por Emily LeClerc, publicado en el boletín de noticias de la University of Wisconsin-Madison (UW-Madison) y traducido por nosotros para este espacio. Veamos de qué se trata…

Un equipo de científicos de la UW-Madison ha desarrollado el primer tejido a base de células nerviosas impreso en 3D que puede crecer y funcionar como un tejido neuronal típico.

Es un logro con importantes implicaciones para los científicos que estudian el cerebro y trabajan en tratamientos para una amplia gama de trastornos y enfermedades del desarrollo neuronal, como el Alzheimer y el Parkinson.

"Este podría ser un modelo enormemente poderoso para ayudarnos a comprender cómo se comunican las células nerviosas y partes del cerebro en los humanos", dice Su-Chun Zhang, profesor de neurociencia y neurología en el Waisman Center de la UW-Madison. "Podría cambiar la forma en que vemos la biología de las células madre, la neurociencia y la patogénesis de muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos".

Los métodos de impresión han limitado el éxito de intentos anteriores de imprimir tejido nervioso, según Zhang y Yuanwei Yan, científico del laboratorio de Zhang. El grupo desarrollando este nuevo proceso de impresión 3D describe su método en la revista Cell Stem Cell.

En lugar de utilizar el enfoque tradicional de impresión 3D, apilando capas verticalmente, los investigadores optaron por hacerlo horizontalmente. Pusieron células nerviosas, neuronas cultivadas a partir de células madre pluripotentes inducidas, en un gel de "tinta biológica" más suave que el que se había empleado en intentos anteriores.

"El tejido todavía tiene suficiente estructura para mantenerse unido, pero es lo suficientemente suave como para permitir que las neuronas crezcan unas en otras y comiencen a comunicarse entre sí", dice Zhang.

Las celdas están colocadas una al lado de la otra como lápices colocados uno al lado del otro sobre una mesa.

 

"Nuestro tejido se mantiene relativamente delgado y esto facilita que las neuronas obtengan suficiente oxígeno y suficientes nutrientes del medio de crecimiento", dice Yan.

Los resultados hablan por sí solos, es decir, las células pueden comunicarse entre sí. Las células impresas atraviesan el medio para formar conexiones dentro de cada capa impresa, así como entre capas, formando redes comparables a los cerebros humanos. Es decir, las neuronas se comunican, envían señales, interactúan entre sí a través de neurotransmisores e incluso forman redes adecuadas con células de soporte que se agregaron al tejido impreso.

"Imprimimos la corteza cerebral y el cuerpo estriado y lo que encontramos fue bastante sorprendente", dice Zhang. "Incluso cuando imprimimos diferentes células pertenecientes a diferentes partes del cerebro, aún podían comunicarse entre sí de una manera muy especial y específica".

La técnica de impresión ofrece precisión (control sobre los tipos y la disposición de las células) que no se encuentra en los organoides cerebrales, órganos en miniatura utilizados para estudiar el cerebro. Los organoides crecen con menos organización y control.

 

"Nuestro laboratorio es muy especial porque podemos producir prácticamente cualquier tipo de neuronas en cualquier momento. Luego podemos ensamblarlas de la forma que queramos", dice Zhang. "Debido a que podemos imprimir el tejido por diseño, podemos tener un sistema definido para observar cómo opera nuestra red nerviosa humana. Podemos observar de manera muy específica cómo las células nerviosas se comunican entre sí bajo ciertas condiciones porque podemos imprimir exactamente lo que deseamos observar."

 

Fuente: https://news.wisc.edu/uw-madison-researchers-first-to-3d-print-functional-human-brain-tissue/

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