Microambientes biomateriales para apoyar la generación de nuevas neuronas en el cerebro adulto.
Año de publicación:
2014
Identificación de PubMed:
24449485
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
Las células madre neuronales (NSC) en dos regiones del cerebro de los mamíferos adultos generan continuamente nuevas neuronas a lo largo de la vida humana y potencialmente pueden aprovecharse para la neurogeneración. Su comportamiento está regulado por un complejo repertorio de señales que regulan con precisión la activación, proliferación, diferenciación e integración de las células recién nacidas. Hemos explorado si la implantación de biomateriales diseñados puede estimular la generación de nuevas neuronas en regiones normalmente inactivas del cerebro. En este microambiente de biomaterial diseñado, se observó la formación de nuevas neuronas en regiones del cerebro que normalmente no son neurogénicas. Además, la disminución de la neurogénesis en el hipocampo de los roedores de edad avanzada se recuperó parcialmente hacia los niveles de los animales jóvenes. De este modo, demostramos por primera vez la neurogénesis de novo estimulada únicamente mediante la administración de formas biomateriales sintéticas de proteínas que se encuentran naturalmente en las regiones neurogénicas adultas, ofreciendo el potencial de reemplazar las neuronas perdidas en enfermedades o lesiones neurodegenerativas como una alternativa a la implantación celular.
Resumen científico:
Las células madre neurales (NSC) en dos regiones del cerebro de los mamíferos adultos (la zona subventricular (SVZ) y el hipocampo) generan continuamente nuevas neuronas, gracias a un complejo repertorio de factores que regulan con precisión la activación, proliferación, diferenciación e integración del cerebro. células recién nacidas. Un número creciente de estudios también informa sobre neurogénesis de bajo nivel en regiones del cerebro adulto fuera de estos nichos neurogénicos establecidos (potencialmente a través del reclutamiento de NSC o la activación de NSC locales inactivas) bajo perturbaciones como isquemia, muerte celular o entrega de genes virales de células proneurales. factores de crecimiento. Hemos explorado si la implantación de biomateriales diseñados puede estimular la neurogénesis en regiones del cerebro normalmente inactivas. Específicamente, versiones recombinantes de factores encontrados dentro del microambiente NSC, Sonic hedgehog y ephrin-B2 se conjugaron con polímeros largos, creando así ligandos multivalentes altamente bioactivos que comienzan a emular componentes del nicho neurogénico. En este microambiente de biomaterial diseñado, se observó la formación de nuevas neuronas en regiones normalmente no neurogénicas del cerebro, el cuerpo estriado y la corteza, y la combinación de estos biomateriales multivalentes con el factor 1 alfa derivado de células estromales aumentó siete veces el compromiso neuronal de las células recién divididas. hasta ocho veces en estas regiones. Además, la disminución de la neurogénesis del hipocampo de los roedores geriátricos se rescató parcialmente hacia los niveles de los animales jóvenes. Por lo tanto, demostramos por primera vez la neurogénesis de novo tanto en la corteza como en el cuerpo estriado de roedores adultos estimulados únicamente mediante la administración de formas biomateriales sintéticas de proteínas que se encuentran naturalmente dentro de los nichos neurogénicos de los adultos, ofreciendo el potencial de reemplazar las neuronas perdidas en enfermedades o lesiones neurodegenerativas como un alternativa a la implantación celular. Células madre 2014;32:1220-1229.