Investigadores desarrollan un método para identificar, clasificar y monitorear funciones en células madre neurales

Investigadores de la Universidad de Stanford en California han ideado un método de clasificación de células activado por fluorescencia para aislar distintos tipos de células madre y progenitoras del tejido cerebral humano. Los marcadores utilizados en el estudio se memorizan en diversas regiones del cerebro. Esta tecnología debería ayudar a futuras investigaciones sobre desarrollo neurológico y acelerar el desarrollo de regímenes terapéuticos basados ​​en trasplantes neuronales para tratar una variedad de trastornos neurológicos.

En un artículo de investigación titulado «Purification and characterization of human neural stem and progenitor cells» publicado en la revista celúlaEl equipo de Stanford describe una combinación de métodos de vanguardia que utilizaron para desarrollar un esquema confiable de aislamiento e identificación para capturar células madre de interés.

El cerebro humano alberga aproximadamente 171 mil millones de células individuales, de las cuales poco más de la mitad (~86 mil millones) son neuronas. Estos 86 mil millones de neuronas son un grupo diverso, con cientos de tipos y funciones asignadas, pero todas surgen de tres linajes neuronales: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. Los tres linajes parten de una población de células madre neurales gliales y progenitoras radiales que se desarrollan rápidamente durante el segundo trimestre antes del nacimiento. Comprender estas células de glía radial, cómo se diferencian en los tres linajes y cómo los tres linajes se diferencian en una diversa gama de neuronas será de gran beneficio para la investigación médica.

Se utilizó la clasificación de células activadas por fluorescencia para separar los tipos de células de tejido cerebral mediante inmunofenotipificación de la superficie celular a partir de suspensiones de células individuales. Las células se catalogaron (se registró la fluorescencia) y se aislaron entre sí. Luego, las células se enviaron a la secuenciación de ARN de una sola célula para capturar sus copias individuales. Al combinar el perfil de superficie con la indexación y el transcriptoma, los investigadores ahora tienen un perfil para cada tipo de célula que se puede usar para una identificación posterior. Los investigadores también midieron la expresión de 352 marcadores de superficie adicionales que no se usaron en el esquema de separación inicial, pero que podrían usarse para distinguir mejor las células en el futuro.

Los datos de clasificación del índice permitieron que cada célula secuenciada se reasignara a su inmunofenotipo original y los investigadores descubrieron que la expresión de proteínas de superficie celular y ARN no siempre se correlacionaba. Algunas células similares pueden tener funciones diferentes. La estrategia produjo poblaciones funcionalmente similares de células ordenadas que permitieron analizar el aislamiento de funciones específicas de células madre neurales y tipo de células progenitoras.

Se identificaron diez tipos de células progenitoras y madre neurales, y los investigadores buscaron caracterizar el comportamiento de las células trasplantándolas directamente en el cerebro de ratones inmunodeficientes recién nacidos. Seis meses después, las células migraron y se desarrollaron extensamente por todo el cerebro y se diferenciaron para dar lugar a los tres linajes neuronales principales. Al observar cómo y dónde se propagan los tipos de células individuales, los investigadores pueden sacar algunas conclusiones preliminares sobre las actividades apropiadas para el sitio. Aunque el experimento simplemente pretendía ser una prueba de la viabilidad del método, los investigadores identificaron y describieron funcionalmente una célula progenitora glial con una capacidad bivalva distinta no descrita anteriormente.

La exitosa prueba de concepto del equipo de Stanford (con el descubrimiento) de que distintos tipos de células del cerebro en desarrollo pueden aislarse en función de marcadores de superficie puede ser fácilmente adaptada por otros científicos investigadores, ya que operan en equipos de investigación relativamente estándar. Si el método utilizado se puede replicar para otros tipos de células madre, puede haber una mayor comprensión de las funciones específicas, los mecanismos y los roles jerárquicos que desempeñan las células en el cerebro o en otros órganos.

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