Esta imagen muestra un gráfico de los patrones de expresión genética de orgánulos creados en un laboratorio de la Universidad de Montana que pasan a las células que forman el cartílago humano. Está superpuesto a una imagen de un orgánulo que muestra las distintas capas externa e interna. Crédito: Cortesía de Mark Grimes
Investigadores de la Universidad de Montana han desarrollado un nuevo método que utiliza células madre para crear cartílago craneofacial, lo que podría revolucionar el tratamiento de defectos y lesiones craneofaciales.
Investigadores de la Universidad de Montana, junto con sus colaboradores, han desarrollado una nueva técnica para producir cartílago humano en las regiones de la cabeza y el cuello. Mark Grimes, profesor de biología en el Departamento de Ciencias Biológicas de la UM, explicó que indujeron con éxito a las células madre a transformarse en el tipo de células que forman el cartílago craneofacial humano. Las células madre tienen la capacidad de autorrenovarse y diferenciarse en diferentes tipos de células.
«Las células que normalmente dan origen a este tipo de cartílago se llaman células de la cresta neural», dijo Grimes. «Hemos encontrado un nuevo método para generar organoides craneofaciales a partir de células de la cresta neural».
Los organoides son una versión simplificada en miniatura de un órgano que imita la arquitectura del órgano y la expresión genética. «Los organoides son un buen modelo para ciertos tejidos humanos que podemos estudiar de una manera que no es posible utilizando tejido de humanos», afirmó.
Abordar una necesidad crítica
Los 230.000 niños que nacen anualmente en Estados Unidos con defectos craneofaciales no tienen una necesidad crítica de nuevos métodos para regenerar el cartílago humano, afirmó Grimes. El crecimiento de lesiones de cartílago en el laboratorio puede conducir a terapias efectivas para reparar el daño del cartílago craneofacial.
Los investigadores estudiaron datos de expresión genética.
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>ARN y niveles de proteínas para revelar cómo las células del cartílago surgen de las células madre. Revelaron que las células madre se comunican en etapas tempranas para convertirse en el cartílago elástico que forma los oídos humanos.
Para lograr esto, el equipo utilizó un análisis extenso de biomarcadores y técnicas de reconocimiento de patrones de aprendizaje automático para comprender las vías de señalización celular involucradas cuando las células se diferencian en cartílago.
Es difícil reconstruir rasgos naturales como las orejas, la nariz o la laringe de una persona con las técnicas actuales de cirugía plástica, y el tejido trasplantado se rechaza sin inmunosupresores.
«Para utilizar células madre derivadas de pacientes para producir cartílago craneofacial en el laboratorio, es necesario comprender los mecanismos de diferenciación específicos de los humanos», dijo Grimes. «Nuestro objetivo es desarrollar un protocolo para la producción de cartílago craneofacial para trasplante utilizando células madre humanas».
Cita: Lauren Foltz, Nagashree Avabhrat, Jean-Marc Lanchy, Tyler Levy, Anthony Possemato, Majd Aris, Bradley Peterson y Mark Grimes, «Condrogénesis craneofacial en organoides a partir de células de la cresta neural derivadas de células madre humanas». ciencia.
DOI: 10.1016/j.isci.2024.109585
