Un método para recrear la barrera hematoencefálica humana en la investigación de nuevos medicamentos

La barrera hematoencefálica es el guardián del cerebro; un escudo de células casi impenetrable que impide que las toxinas y otros agentes que puedan estar en la sangre circulante accedan y dañen el cerebro. Una estructura anatómica crítica, la barrera es la primera y más completa línea de defensa del cerebro, pero también está involucrada en la enfermedad y bloquea eficazmente muchos de los fármacos de moléculas pequeñas que podrían ser terapias efectivas para una serie de afecciones neurológicas, como accidentes cerebrovasculares, traumatismos y cáncer.

Se han creado modelos rudimentarios de la barrera hematoencefálica en platos de laboratorio utilizando células madre humanas, pero dichos modelos han dependido de mezclar un cóctel de tipos de células para provocar la compleja interacción química que a dirige las células madre vírgenes para que se conviertan en las células endoteliales que componen la barrera hematoencefálica.

En un informe publicado esta semana en ‘Science Advances’, científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, detallan un proceso definido y paso a paso para hacer una imitación más exacta de la barrera hematoencefálica humana en el plato de laboratorio. El nuevo modelo permitirá una exploración más robusta de las células, sus propiedades y cómo los científicos podrían eludir la barrera con fines terapéuticos.

“El principal avance es que ahora tenemos un proceso completamente definido que usa moléculas pequeñas para guiar a las células a través del proceso de desarrollo”, dice Sean Palecek, profesor de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Wisconsin-Madison, del método que sustituye los factores químicos de las células para que las células madre se convierten en las células endoteliales del cerebro que componen la barrera hematoencefálica. Afirma: “Está completamente definido. Sabemos qué componentes están actuando en las células” y en qué etapas de desarrollo.

Para desarrollar el nuevo método para hacer las células, Palecek colaboró con el profesor de Ingeniería Química y Biológica de UW-Madison, el profesor Eric Shusta. Tongcheng Qian, investigador postdoctoral de Wisconsin en Ingeniería Química y Biológica, dirigió el trabajo del equipo, que ha solicitado una patente sobre el proceso a través de la ‘Wisconsin Alumni Research Foundation’, la organización sin fines de lucro que administra la propiedad intelectual de UW-Madison.

ENTENDER LA ETIOLOGÍA Y PROGRESIÓN DE TRASTORNOS NEUROLÓGICOS

En la ciencia de las células madre, a menudo, dirigir las células madre para que se conviertan en cualquiera de los cientos de tipos de células que componen el cuerpo humano suele ser tanto arte como ciencia. Mediante la identificación de moléculas químicas específicas que pueden acompañar a las células a través de las distintas etapas de desarrollo hasta convertirse en células endoteliales del cerebro, el equipo de Wisconsin proporciona una receta para estandarizar la fabricación de células en cantidades útiles para investigación y cosas como fármacos de alto rendimiento pantallas.

“Otros enfoques requieren la mezcla y el co-cultivo de otros tipos de células –explica Shusta–. Esto permitirá que los no expertos implementen el modelo. Es una receta estándar”. Usar células inducidas, las células adultas de los pacientes, que se reprograman a un estado embrionario de células madre, también permitirá a los investigadores comprender mejor la etiología y la progresión de una variedad de trastornos neurológicos. Cosas como las infecciones del cerebro y la esclerosis múltiple pueden entenderse mejor en su inicio.

“Se estandariza el enfoque. Se puede aplicar a una cartera más amplia de células. Realmente podemos investigar la enfermedad”, dice Palecek, señalando que la capacidad de rastrear las células a medida que avanzan a través de varias fases de desarrollo puede ayudar a los científicos a ver la cascada de eventos celulares que ocurren cuando las condiciones neurológicas se manifiestan.

El nuevo método, agrega este experto, también permitirá a la industria aumentar la producción de las células endoteliales del cerebro para el descubrimiento de fármacos. Al exponer las células a diversos agentes, los investigadores pueden evaluar la toxicidad y el efecto de las terapias prometedoras.

Fuente: El Economista – España

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