Malgrat els recents avenços en la comprensió dels mecanismes de les lesions nervioses, a l’enginyeria de teixits encara li costa trobar solucions per reparar danys en el sistema nerviós central, a causa del paper crucial i complex que hi tenen els nínxols de cèl·lules mare neurals. Aquestes zones, en què les cèl·lules mare queden reservades després del desenvolupament embrionari per a la producció de noves cèl·lules, exerceixen un control molt estricte sobre moltes tasques crucials, com ara la promoció del creixement i la recreació dels senyals bioquímics i físics essencials per a la diferenciació cel·lular neural.
Cultius de cèl·lules neuronals vistos a través d’un microscopi confocal. El citoesquelet està tintat en vermell, els nuclis en blau i els nuclis proliferatius en verd
Segons explica la primera autora de l’article, Zaida Álvarez, del grup de Biomaterials per a Teràpies Regeneratives, «per poder desenvolupar estratègies d’enginyeria de teixits que permetin reparar els danys en el sistema nerviós central, és essencial dissenyar biomaterials que imitin amb molta precisió els nínxols de cèl·lules mare neurals i les seves característiques químiques i bioquímiques».
En l’estudi, liderat per la investigadora de la Universitat de Barcelona Soledad Alcántara, l’equip va provar diferents tipus d’àcid polilàctic (PLA) amb diferents proporcions d’isòmers L i D/L, un material biodegradable que permet l’adhesió i el creixement cel·lular neural. Així, es va descobrir que un d’ells, el PLA amb una proporció d’isòmers 70/30 (PLA70/30), mantenia els grups de cèl·lules progenitores neuronals i glials in vitro. El PLA70/30 era més amorf, es degradava més de pressa i, encara més important, alliberava grans quantitats d’L-lactat, essencial per al manteniment de les cèl·lules progenitores neurals. «L’objectiu del treball era trobar un biomaterial capaç de mantenir la població de cèl·lules progenitores neurals i de generar noves cèl·lules diferenciades amb la finalitat d’iniciar el desenvolupament d’un implant que permeti la regeneració cerebral», apunta la Dra. Alcántara.
«Les propietats mecàniques i de superfície del PLA70/30, que usem aquí en forma de pel·lícules microprimes, fan que sigui un bon substrat per a l’adhesió, proliferació i diferenciació de les cèl·lules neurals», indica Zaida. «Les propietats físiques del material i l’alliberament d’L-lactat en degradar-se proporciona un substrat oxidatiu alternatiu per a les cèl·lules neurals que actua sinergísticament modulant fenotips progenitors», conclou la investigadora.
Els resultats suggereixen que la introducció de patrons 3D imitant l’arquitectura dels nínxols de cèl·lules mare neurals embrionàries en estructures fetes amb PLA70/30 pot ser un bon punt de partida per dissenyar dispositius implantables al cervell. «Aquests podran activar o induir cèl·lules progenitores neurals ja existents a autorenovar-se i produir neurones noves, de manera que es potenciaria la resposta regenerativa del sistema nerviós central in situ», afegeix Zaida.
Aconseguir que el sistema nerviós central es regeneri podria obrir la porta a noves i prometedores estratègies amb la finalitat d’afrontar els danys causats per accidents, a més dels que provoquen nombroses afeccions com els vessaments cerebrals i malalties degeneratives com el Parkinson i l’Alzheimer.
—
Alvarez, Z., Mateos-Timoneda, M.A., Hyroššová, P., Castaño, O., Planell, J.A., Perales, J.C., Engel, E. and Alcántara, S. (2013). The effect of the composition of PLA films and lactate release on glial and neuronal maturation and the maintenance of the neuronal progenitor niche. Biomaterials 34, 9, 2221–2233
