Revista de investigación y terapia con células madre

Abstracto

Análisis estructural de tejido neuronal humano tridimensional derivado de células madre pluripotentes inducidas

Patrick Terrence Brooks, Mikkel Aabech Rasmussen y Poul Hyttel

Objetivo: El presente estudio tuvo como objetivo establecer un método para la producción de tejido neural humano tridimensional (3D) derivado de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) y analizar el resultado mediante una combinación de ultraestructura del tejido y expresión de marcadores neuronales.

Métodos: Se implementó un procedimiento de cultivo celular en dos pasos sometiendo células iPS humanas a un protocolo de diferenciación neuronal basado en un andamiaje 3D. Primero, se utilizaron pequeñas moléculas inductoras del destino neuronal para crear una monocapa neuroepitelial. Segundo, la monocapa se tripsinizó en células individuales y se sembró en un andamiaje de poliestireno poroso y se cultivó para producir un tejido neuronal 3D. El tejido neuronal se caracterizó mediante una combinación de inmunohistoquímica y microscopía electrónica de transmisión (MET).

Resultados: Las iPSC se desarrollaron en un tejido neuronal tridimensional que expresaba marcadores de células progenitoras neuronales, maduración y diferenciación neuronal temprana, células gliales radiales y proliferación celular, incluyendo SOX2, Nestina, Tubulina β-III, MAP2, Tau, BLBP y Ki67. Encontramos una gran cantidad de estructuras en roseta que se asemejaban a la morfología del tubo neural en desarrollo. Se demostró que estas estructuras similares al tubo neural (NTLS) contenían áreas de mantenimiento y proliferación de células progenitoras neuronales . La semejanza con el tubo neural embrionario fue respaldada además por análisis TEM que demostraron uniones estrechas luminales y cilios primarios. Además, las NTLS consistían en células similares a las gliales radiales, que irradiaban desde el lumen, y células progenitoras neuronales que presentaban núcleos alargados, transposición de núcleos de señalización observada en la migración nuclear intercinética durante la neurogénesis temprana y mitosis.

Conclusión: Nuestros hallazgos revelaron que este protocolo de diferenciación neuronal basado en un andamiaje tridimensional relativamente simple para células madre pluripotentes inducidas humanas fue capaz de recapitular varios eventos clave en el desarrollo neuronal temprano. La organización en NTLS y la presencia de células neuronales maduras en el tejido que rodea estas estructuras demostraron que este protocolo tiene potencial para estudios in vitro de desarrollo neuronal y modelado de enfermedades.