02 de febrero de 2024 (Noticias de Nanowerk) Un equipo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado el primer tejido cerebral impreso en 3D que puede crecer y funcionar como un tejido cerebral típico. Es un logro con importantes implicaciones para los científicos que estudian el cerebro y trabajan en tratamientos para una amplia gama de trastornos neurológicos y del desarrollo neurológico, como el Alzheimer y el Parkinson. "Este podría ser un modelo enormemente poderoso para ayudarnos a comprender cómo se comunican las células cerebrales y partes del cerebro en los humanos", dice Su-Chun Zhang, profesor de neurociencia y neurología en el Centro Waisman de la Universidad de Washington en 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 cerebral, según Zhang y Yuanwei Yan, científico del laboratorio de Zhang. El grupo detrás del nuevo proceso de impresión 3D describió su método en la revista Cell Stem Cell (“Bioimpresión 3D de tejidos neuronales humanos con conectividad funcional”). En lugar de utilizar el enfoque tradicional de impresión 3D, apilando capas verticalmente, los investigadores optaron por hacerlo horizontalmente. Situaron células cerebrales, neuronas cultivadas a partir de células madre pluripotentes inducidas, en un gel de "tinta biológica" más suave que el que se había utilizado 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. 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 unirlos casi en cualquier momento y de la forma que queramos”, dice Zhang. “Como podemos imprimir el tejido por diseño, podemos tener un sistema definido para observar cómo funciona nuestra red cerebral humana. Podemos observar de manera muy específica cómo las células nerviosas se comunican entre sí bajo ciertas condiciones porque podemos imprimir exactamente lo que queremos”. Esa especificidad proporciona flexibilidad. El tejido cerebral impreso podría usarse para estudiar la señalización entre células en el síndrome de Down, las interacciones entre el tejido sano y el tejido vecino afectado por la enfermedad de Alzheimer, probar nuevos candidatos a fármacos o incluso observar el crecimiento del cerebro. “En el pasado, a menudo nos fijamos en una cosa a la vez, lo que significa que a menudo pasamos por alto algunos componentes críticos. Nuestro cerebro opera en redes. Queremos imprimir 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 en conjunto para entenderlo realmente”, dice Zhang. “Nuestro tejido cerebral podría usarse para estudiar casi todos los aspectos importantes en los que están trabajando muchas personas en el Centro Waisman. Se puede utilizar para observar los mecanismos moleculares que subyacen al desarrollo del cerebro, el desarrollo humano, las discapacidades del desarrollo, los trastornos neurodegenerativos y más”. La nueva técnica de impresión también debería ser accesible para muchos laboratorios. No requiere equipos especiales de bioimpresión ni métodos de cultivo para mantener el tejido sano y puede estudiarse en profundidad con microscopios, técnicas de imagen estándar y electrodos que ya son comunes en este campo. Sin embargo, a los investigadores les gustaría explorar el potencial de la especialización, mejorando aún más su biotinta y refinando sus equipos para permitir orientaciones específicas de las células dentro de su tejido impreso. "En este momento, nuestra impresora se comercializa como de sobremesa", afirma Yan.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=64573.php