Generación de ensamblados cortico-motores humanos funcionales en 3D

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología del desarrollo
• Ingeniería de tejidos

Sus antecedentes:

• Las vías descendentes de la corteza cerebral controlan el movimiento activando las neuronas del cerebro posterior y la médula espinal.
• Estudios in vitro anteriores generaron componentes pero no un circuito multisináptico completo con células humanas.

Objetivo del estudio:

• Montar ensamblados cortico-motores humanos funcionales en 3D utilizando organoides y esferoides musculares.
• Investigar el autoensamblaje y la funcionalidad de los circuitos neuronales humanos que controlan el movimiento.

Principales métodos:

• Derivación de los organoides de la corteza cerebral y del cerebro posterior/medula espinal de las células humanas.
• Ensamblaje de organoides con esferoides del músculo esquelético humano en ensamblajes cortico-motores 3D.
• Utilizó rastreo de rabia, imágenes de calcio y grabaciones de pinzas para evaluar la conectividad y la función del circuito.

Principales resultados:

• Neuronas corticofugas demostradas que se proyectan y se conectan con los organoides de la médula espinal.
• Neuronas motoras espinales confirmadas que se conectan con los esferoides musculares, permitiendo la contracción muscular al ser estimuladas.
• Los ensamblados permanecieron morfológicamente y funcionalmente intactos durante un máximo de 10 semanas.

Conclusiones:

• Los ensamblados cortico-motores 3D representan un nuevo modelo in vitro para estudiar el ensamblaje y la función de los circuitos neuronales humanos.
• Este sistema muestra la capacidad de autoensamblaje de los cultivos 3D para crear circuitos funcionales.
• Los ensambloides proporcionan una plataforma para comprender el desarrollo del control motor y las enfermedades neurológicas.