Modelo de tejido neural

Modelado del sistema nervioso

Los mecanismos fisiológicos y patológicos del sistema nervioso son de gran interés en los campos de la medicina regenerativa y terapéutica. La compleja organización del sistema nervioso central y periférico, que incluye el cerebro, la médula espinal y las neuronas, solo se puede simular con modelos de tejido en 3D. Los recientes avances en los modelos de tejido en 3D permiten a los investigadores imitar las subunidades de tejido e investigar la regeneración, la maduración y las anomalías neuronales. CELLINK proporciona la bioimpresora 3D y las tecnologías especializadas de biotintas necesarias para generar modelos fisiológicos de tejido en 3D de varias regiones del sistema nervioso.

 

Objetivo

En colaboración con BrainXell, un proveedor estadounidense de células madre pluripotentes inducidas por el hombre (iPSC) derivadas de neuronas motoras y astrocitos, CELLINK está desarrollando biotintas específicas de tejido neuronal para células neuronales especializadas de la médula espinal, incluyendo neuronas motoras y astrocitos.

 

Productos de CELLINK utilizados

  • Mezcla de CELLINK LAMININK.
  • BIO X.

Las biotintas especializadas dan soporte la formación de redes neuronales

En el primer experimento, CELLINK mezcló neuronas motoras derivadas de las iPSC en una alta concentración (30 millones de células por mL de biotinta) con la biotinta CELLINK LAMININK. Las construcciones son pequeñas gotillas generadas por la función de bioimpresión de gotillas en la BIO X. Las neuronas motoras derivadas de las IPSC fueron etiquetadas con GFP para permitir un monitoreo fácil de células vivas bajo un microscopio fluorescente.

 

Después de 17 días de cultivo, la microscopía fluorescente mostró la formación de redes entre los cúmulos a través de extensiones neuronales motoras de un cúmulo a otro, en todas las direcciones. Esto demuestra el comportamiento intercelular y la matriz celular en 3D.

Autoorganización de las neuronas motoras

Utilizando microscopía multifotónica, un examen más detallado de las construcciones realizadas en el Centro de Imágenes Celulares de Gotemburgo, Suecia, mostró que los cúmulos celulares están hechos de neuronas motoras de agregación flexible con extensiones cortas entre las células. Además, la acumulación de la matriz también es evidente entre las células.

En el video que recorre las imágenes secuenciales del plano Z, se puede ver la distribución y la morfología de las células (amarillas) y de la matriz (blancas).

Actividad celular neuronal intracelular

La actividad de las células neuronales puede medirse utilizando un indicador de calcio fluorescente disponible en el mercado en modelos de tejido neural bioimpresos en 3D. En un experimento de cocultivo de astrocitos y motoneuronas humanas bioimpresas derivadas de las iPSC, se utilizó un indicador de calcio (verde) para visualizar la movilización de calcio intracelular como indicador de la actividad de transmisión de las células neuronales. El video de los destellos fluorescentes verdes demuestra los potenciales de acción neural después de cuatro semanas de cultivo.

Conclusión

Los experimentos internos demostraron que las tecnologías de bioimpresión en 3D y las biotintas son las herramientas ideales para desarrollar modelos de tejido neural y mejorar la comprensión del sistema nervioso. LAMININK de CELLINK dan soporte al crecimiento y la formación de redes de neuronas motoras en construcciones de gotillas bioimpresas en 3D. Además, la biotinta da soporte al cocultivo de astrocitos y neuronas motoras en proliferación y actividad celular neural para la experimentación a largo plazo.