Modelo ensamblado humano de la vía sensorial neural ascendente

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología de las células madre
• La genética

Sus antecedentes:

• Las vías somatosensoriales transmiten información sensorial vital, incluido el dolor, el tacto y la propriocepción, al sistema nervioso central.
• La comprensión de estas vías es crucial para desarrollar terapias efectivas del dolor, pero la traducción clínica se ve obstaculizada por las diferencias específicas de las especies y la falta de modelos in vitro adecuados.
• La naturaleza polisinaptica de estas vías presenta un desafío significativo para el modelado in vitro.

Objetivo del estudio:

• Establecer un modelo humano in vitro de la vía somatosensorial espinothalamic.
• Investigar el conjunto funcional y la actividad de los circuitos sensoriales humanos.
• Explorar el papel de los canales iónicos en la percepción del dolor utilizando este nuevo modelo.

Principales métodos:

• Generación de un ensamblado somatosensorial ascendente humano de cuatro partes (hASA) a partir de células madre pluripotentes humanas, integrando organoides somatosensoriales, espinales, tálamicas y corticales.
• Perfiles transcriptómicos para identificar los tipos de células clave dentro del circuito ensamblado.
• Rastreo de la rabia y imágenes de calcio para mapear la conectividad y actividad neuronal.
• Registros extracelulares para evaluar la actividad sincronizada de la red.
• Evaluación funcional mediante la manipulación del canal de sodio Na_V1.7 (codificado por SCN9A).

Principales resultados:

• El modelo hASA integró con éxito organoides distintos, formando una vía spinothalamic funcional con tipos de células clave identificados a través de transcriptomics.
• El rastreo neuronal y las imágenes de calcio confirmaron conexiones funcionales de las neuronas sensoriales a las neuronas espinales y tálamicas.
• La estimulación química nociva provocó respuestas coordinadas dentro de la hASA, con una actividad sincronizada observada en todo el ensamblado.
• La interrupción de la función Na_V1.7 (pérdida de función) deterioró la sincronia de la red, mientras que una variante de ganancia de función indujo la hipersincronia, lo que demuestra la sensibilidad del modelo a la función del canal iónico.

Conclusiones:

• El ensamblado somatosensorial ascendente humano (hASA) proporciona un modelo funcional in vitro de la vía espinothalamic humana.
• Este modelo permite el estudio del ensamblaje del circuito sensorial, la función y el impacto de las variaciones genéticas en la percepción del dolor.
• HASA tiene un potencial significativo para acelerar la comprensión de las vías sensoriales y facilitar el desarrollo de nuevas terapias para el dolor.