Un pas cap a la reparació del sistema nerviós central

Recerca
(29/01/2013)

Malgrat els recents avenços en la comprensió dels mecanismes de les lesions nervioses, a lʼenginyeria de teixits encara li costa trobar solucions per reparar danys en el sistema nerviós central, a causa del paper crucial i complex que hi tenen els nínxols de cèl·lules mare neurals. Aquestes zones, en què les cèl·lules mare queden reservades després del desenvolupament embrionari per a la producció de noves cèl·lules, exerceixen un control molt estricte sobre moltes tasques crucials, com ara la promoció del creixement i la recreació dels senyals bioquímics i físics essencials per a la diferenciació cel·lular neural.

Recerca
29/01/2013

Malgrat els recents avenços en la comprensió dels mecanismes de les lesions nervioses, a lʼenginyeria de teixits encara li costa trobar solucions per reparar danys en el sistema nerviós central, a causa del paper crucial i complex que hi tenen els nínxols de cèl·lules mare neurals. Aquestes zones, en què les cèl·lules mare queden reservades després del desenvolupament embrionari per a la producció de noves cèl·lules, exerceixen un control molt estricte sobre moltes tasques crucials, com ara la promoció del creixement i la recreació dels senyals bioquímics i físics essencials per a la diferenciació cel·lular neural.

Segons explica la primera autora de lʼarticle, Zaida Álvarez, del Grup de Biomaterials per a Teràpies Regeneratives de lʼInstitut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), «per poder desenvolupar estratègies dʼenginyeria de teixits que permetin reparar els danys en el sistema nerviós central, és essencial dissenyar biomaterials que imitin amb molta precisió els nínxols de cèl·lules mare neurals i les seves característiques químiques i bioquímiques».

En lʼestudi, liderat per la investigadora del Departament de Patologia i Terapèutica Experimental Soledad Alcántara, lʼequip va provar diferents tipus dʼàcid polilàctic (PLA) amb diferents proporcions dʼisòmers L i D/L, un material biodegradable que permet lʼadhesió i el creixement cel·lular neural. Així, es va descobrir que un dʼells, el PLA amb una proporció dʼisòmers 70/30 (PLA70/30), mantenia els grups de cèl·lules progenitores neuronals i glials in vitro. El PLA70/30 era més amorf, es degradava més de pressa i, encara més important, alliberava grans quantitats dʼL-lactat, essencial per al manteniment de les cèl·lules progenitores neurals. «Lʼobjectiu del treball era trobar un biomaterial capaç de mantenir la població de cèl·lules progenitores neurals i de generar noves cèl·lules diferenciades amb la finalitat dʼiniciar el desenvolupament dʼun implant que permeti la regeneració cerebral», apunta la Dra. Alcántara. 

«Les propietats mecàniques i de superfície del PLA70/30, que usem aquí en forma de pel·lícules microprimes, fan que sigui un bon substrat per a lʼadhesió, proliferació i diferenciació de les cèl·lules neurals», indica Álvarez. «Les propietats físiques del material i lʼalliberament dʼL-lactat en degradar-se proporciona un substrat oxidatiu alternatiu per a les cèl·lules neurals que actua sinergísticament modulant fenotips progenitors», conclou la investigadora de l'IBEC, centre adscrit al campus de la salut de la UB, HUBc.

Els resultats suggereixen que la introducció de patrons 3D imitant lʼarquitectura dels nínxols de cèl·lules mare neurals embrionàries en estructures fetes amb PLA70/30 pot ser un bon punt de partida per dissenyar dispositius implantables al cervell. «Aquests podran activar o induir cèl·lules progenitores neurals ja existents a autorenovar-se i produir neurones noves, de manera que es potenciaria la resposta regenerativa del sistema nerviós central in situ», afegeix Álvarez. 

Aconseguir que el sistema nerviós central es regeneri podria obrir la porta a noves i prometedores estratègies amb la finalitat dʼafrontar els danys causats per accidents, a més dels que provoquen nombroses afeccions com els vessaments cerebrals i malalties degeneratives com el Parkinson i lʼAlzheimer.

Article

Álvarez, Z.; Mateos-Timoneda, M. A.; Hyroššová, P.; Castaño, O.; Planell, J. A.; Perales, J. C.; Engel, E., i Alcántara, S. «The effect of the composition of PLA films and lactate release on glial and neuronal maturation and the maintenance of the neuronal progenitor niche». Biomaterials, març de 2013, núm. 34 (9), 2221-2233. Doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.12.001