Hemos visto cerebros de cerdo post mortem reanimado y se mantuvo vivo por horas. Ahora los científicos de Japón han tomado pequeñas tiras de tejido cerebral de ratones y lo han mantenido vivo y viable durante 25 días, aislado en un cultivo.
Esto ha aumentado considerablemente el período de tiempo en que el tejido cerebral aislado puede mantener sus funciones, de días a semanas, lo que a su vez podría mejorar enormemente la investigación sobre medicamentos terapéuticos.
La clave del éxito del equipo fue un nuevo método para mantener vivo el tejido, que consistía en combinar un tipo especial de membrana con una membrana modificada. microfluídico dispositivo.
Los dispositivos microfluídicos utilizan pequeños canales para suministrar líquido a los tejidos, y tienen claras ventajas sobre los platos de cultivo regulares para ex vivo
Además de la precisión del suministro de líquidos, son más personalizables, pueden imitar ciertos comportamientos celulares y requieren volúmenes de muestra más pequeños, lo que facilita el estudio de las interacciones celulares.
Pero la cuestión de estudiar cómo reaccionan los sistemas en nuestros cuerpos a las cosas es que unos pocos días no son suficientes para ver los efectos a largo plazo. Aquí es donde nuestros métodos actuales usan microfluídico los dispositivos para mantener vivos estos sistemas celulares se quedan cortos.
El problema es mantener un equilibrio. Estos tejidos se secan rápidamente, por lo que debe mantener el sistema enjuagado con humedad y nutrientes con un medio de cultivo húmedo; pero demasiada humedad impide que las células intercambien los gases que el tejido necesita para sobrevivir, esencialmente ahogándolo.
Y es este problema el que el equipo se propuso resolver con su nuevo sistema.
(RIKEN)
El dispositivo, como diría un supervillano, es genial en su simplicidad. Consiste en un canal microfluídico semipermeable, rodeado por una membrana artificial permeable y paredes sólidas. Estas paredes sólidas están hechas de polidimetilsiloxano, un polímero organosilícico comúnmente utilizado en dispositivos microfluídicos.
Por lo tanto, en lugar de que el tejido permanezca constantemente en un baño de medio de cultivo, el fluido circula a través del canal y pasa a través de la membrana permeable para mantener el tejido húmedo mientras permite que los gases se intercambien entre las células.
Sin embargo, por simple que parezca, los investigadores dijeron que no era tan fácil de lograr.
"Controlar el flujo del medio fue difícil porque el microcanal que se formó entre las paredes del PDMS y la membrana porosa era inusual". dijo el bioquímico Nobutoshi Ota
"Sin embargo, tuvimos éxito después de las modificaciones de prueba y error en la membrana porosa y los ajustes de los caudales de entrada / salida".
El equipo usó un pequeño pedazo de cerebro llamado núcleo supraquiasmático (SCN), responsable en los mamíferos de mantener el reloj circadiano y los ritmos biológicos. Las células neuronales en el SCN intercambian y sincronizan información de fase moviendo péptidos y pequeñas moléculas entre las células, lo que hace que el SCN sea ideal para estudiar las interacciones celulares.
Los ratones de los que cosecharon estos SCN habían sido modificados genéticamente para que la actividad del ritmo circadiano en el cerebro se vinculara con la producción de una proteína fluorescente; así que cuando todo funciona como debería, el tejido fluoresce.
(Ota et al., Ciencias analíticas, 2019)
Y la fluorescencia lo hizo, durante 25 días, dijeron los investigadores, en comparación con su control del mismo tejido en un plato de cultivo más convencional. Después de 10 horas, la actividad en el control ya había disminuido en un 6 por ciento.
Y la única razón por la cual el tejido en el sistema experimental solo duró 25 días es porque ese fue el tiempo límite para el experimento. Los investigadores esperaban que pudiera haber durado más de 100 días.
Eso es lo que planean probar para su próximo experimento. Creen que podría usarse para todos los tejidos orgánicos, no solo para el cerebro. Y también hay potencial para órganos humanos cultivados en laboratorio.
"Este método se puede utilizar para más de tejidos explantados de animales" Dijo Ota.
"También mejorará la investigación sobre la organogénesis a través del cultivo a largo plazo y la observación que es necesaria para el crecimiento de tejidos y órganos".
La investigación ha sido publicada en Ciencias analíticas.