La vasculatura en mini-cerebros despliega potencial de la investigación

Los científicos han hecho recientemente una variedad maravillosa de mini-cerebros -- culturas tridimensionales de las células de los nervios que modelan las propiedades básicas de cerebros de vida -- pero el nuevo encontrar podía agregar al entusiasmo cada vez mayor del campo en una “vena totalmente nueva”: Los mini-cerebros de Brown University ahora crecen los vasos sanguíneos, también.

Las redes de capilares dentro de las pequeñas bolas de las células de sistema nervioso podrían habilitar nuevas clases de investigaciones en grande del laboratorio en enfermedades, tales como recorrido o la conmoción cerebral, donde está suprema la acción recíproca entre el cerebro y su sistema circulatorio, dijo a Diane Hoffman-Kim, autor mayor del estudio en el gorrón de los métodos de la neurología. Más fundamental, la vasculatura hace modelos más realistas de los mini-cerebros de noggins naturales.

“Esto es emocionante porque los cerebros reales tienen vasculatura,” dijo Hoffman-Kim, profesor adjunto de la ciencia médica y de la ingeniería en Brown. “Confiamos en él. Para que nuestras neuronas hagan su cosa, tienen que estar cercanos a algunos vasos sanguíneos. Si vamos a estudiar los modelos del laboratorio del cerebro, amaríamos para que tengan vasculatura, también.”

Fabricación la mayor parte de los mini-cerebros

Especialmente porque los científicos pueden hacerlos por centenares, promesa del asimiento de los mini-cerebros no sólo para avance la investigación médica y científica, pero también para hacer tan con menos necesidad de los modelos animales. El laboratorio de Hoffman-Kim primero describió su método del mini-cerebro en 2015. Mientras que aparecieron los tejidos dirigidos relativamente simple comparado a algunos otros, eran también relativamente fáciles y baratos de hacer.

Pero qué habían seguido siendo inadvertidos en ese entonces, incluso por los inventores, era que el poco las esferas de 8.000 células cultivadas de las células del ratón era capaz de crecer un sistema circulatorio elemental.

Solamente como piezas del laboratorio incluyendo el autor importante y la alumna Molly Boutin de la escuela de Brown continuado para trabajar con y para estudiar los mini-cerebros descubrieron que después alrededor del día tres de cultura, cerca de dos tercios de los mini-cerebros habían crecido redes del tejido no-de los nervios. Una inspección más cercana reveló que estos enredos de espaguetis eran (es decir acaban de crecer) tubos uno mismo-montados hechos de las células y de las proteínas encontradas en vasos sanguíneos.

El nuevo estudio ofrece una amplia variedad de experimentos de la proyección de imagen en técnicas de la coloración y de la fluorescencia que revele esos diversos tipos y proteínas de la célula dentro de las esferas del mini-cerebro. El estudio también documenta su integración con los tejidos de los nervios. Los cortes transversales bajo un microscopio electrónico de la transmisión, mientras tanto, muestran que los capilares son de hecho los tubos huecos que podrían transportar sangre.

Por supuesto, no hay sangre en un mini-cerebro minúsculo, Hoffman-Kim dijo. Existen en un wellplate de la agarosa, no en un animal vivo. Pero ella está trabajando actualmente con un colega en Brown para diseñar una manera de conectar los mini-cerebros con un aparato microfluidic que podría producir una fuente externa de la circulación a través de un mini-cerebro.

“Hemos bosquejado en algunas servilletas juntos,” ella quipped.

Las redes capilares no son tan densas como estarían en un cerebro real, ella reconocieron. El estudio también muestra que no duran más de largo que alrededor de una semana o dos.

Nueva investigación

Enterado de sus apremios y de su potencial, el laboratorio de Hoffman-Kim ha comenzado ya experimentos para aprovecharse de la presencia de vasculatura. Estudie la segunda liana Kramer, mayor del autor de Brown, ha comenzado a observar qué suceso a la vasculatura y a las células de los nervios cuando los mini-cerebros se privan del oxígeno o de la glucosa. Más adelante que el mismo banco de pruebas se podría utilizar para examinar que diversas drogas u otros tratamientos diferencian.

La vasculatura es determinado importante no sólo porque entrega el oxígeno, la glucosa y el remedio a las neuronas, pero también porque la investigación muestra ese hacia adentro los recorridos, enfermedad de Alzheimer y lesión cerebral, el cerebro tentativa a veces reajustar su vasculatura para compensar qué le está suceso. Los mini-cerebros podrían permitir que los investigadores observen tales reacciones en medio de diversas condiciones laboratorio-creadas y los tratamientos, Hoffman-Kim dijo.

“Podemos estudiar un alcance de las condiciones del daño, de varias drogas se están probando que y de varias condiciones -- por ejemplo recorrido y la diabetes -- junto,” ella dijo.