Investigadores de la Universidad de Montana y sus socios han encontrado un nuevo método para generar cartílago humano de la cabeza y el cuello.
Mark Grimes, profesor de biología en la División de Ciencias Biológicas de la UM, dijo que han inducido que las células madre se conviertan en el tipo de célula que normalmente forma el cartílago craneofacial humano. Las células madre pueden replicarse y también convertirse 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. «Encontramos un método novedoso 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 y la expresión genética del órgano. «Los organoides son un buen modelo para ciertos tejidos humanos que podemos estudiar de maneras que no son posibles utilizando tejido de seres humanos», afirmó.
Grimes dijo que existe una necesidad crítica insatisfecha de nuevos métodos para regenerar el cartílago humano para los 230.000 niños que nacen anualmente en los EE. UU. con defectos craneofaciales. El cultivo de cartílago en el laboratorio también podría conducir a tratamientos eficaces para reparar el daño del cartílago craneofacial debido a lesiones.
Los investigadores estudiaron datos de expresión genética a nivel de ARN y proteínas para revelar cómo surgen las células del cartílago a partir de células madre. Revelaron que las células madre se comunican en las primeras etapas para convertirse en cartílago elástico, que forma los oídos humanos.
Para lograr esto, el equipo utilizó un análisis extenso de marcadores biológicos 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 características naturales como las orejas, la nariz o la laringe de una persona con las técnicas actuales de cirugía plástica, y el tejido trasplantado a menudo se rechaza sin inmunosupresores.
«Para utilizar células madre derivadas de pacientes para generar 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 generación de cartílago craneofacial para trasplante utilizando células madre humanas».
La investigación fue publicada en la revista. iCiencia. Además de Grimes, los autores que contribuyen a la UM incluyen a Lauren Foltz, Nagashree Avabhrath y Jean-Marc Lanchy. Otros autores son Bradly Peterson de Missoula’s Pathology Consultants de Western Montana y Tyler Levy, Anthony Possemato y Majd Ariss de Cell Signaling Technology de Danvers, Massachusetts.
