Modelos de tejido ingenierizado del cerebro humano: análisis del estado del arte y desafíos
Autores: Tarricone, Giulia; Carmagnola, Irene; Chiono, Valeria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelos de tejido ingenierizado del cerebro humano: análisis del estado del arte y desafíos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Trastornos neurológicos
Eficacia de fármacos
Modelos in vitro
Cultivos en 3D
Modelos de cerebro bioingenierizados
IPSCs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los trastornos neurológicos afectan a miles de millones de personas en todo el mundo, lo que convierte el descubrimiento de tratamientos efectivos en un desafío importante. La evaluación de la eficacia de los fármacos se complica aún más debido a la falta de modelos in vitro capaces de reproducir la complejidad de la estructura y funciones del cerebro humano. Algunas limitaciones de los modelos preclínicos en 2D del cerebro humano se han superado mediante el uso de cultivos en 3D, como esferoides celulares, organoides y órganos en chip. Sin embargo, uno de los enfoques más prometedores para imitar no solo la estructura celular, sino también la arquitectura cerebral, está actualmente representado por modelos de cerebro ingenierizados. Se han explotado tanto técnicas convencionales (particularmente electrohilado y extracción de sal) como no convencionales (particularmente bioprinting), utilizando polímeros naturales o combinaciones entre polímeros naturales y sintéticos. Además, el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) ha permitido la co-cultivo de diferentes células cerebrales humanas (neuronas, astrocitos, oligodendrocitos, microglía), ayudando a acercarse a la complejidad del sistema nervioso central. En este artículo de revisión, explicamos la importancia de la modelización cerebral in vitro y presentamos los principales modelos cerebrales in vitro desarrollados hasta la fecha, con un enfoque especial en los avances más recientes en modelos de cerebro ingenierizados que utilizan iPSCs. Finalmente, discutimos críticamente los logros, los principales desafíos y las perspectivas futuras.
Descripción
Los trastornos neurológicos afectan a miles de millones de personas en todo el mundo, lo que convierte el descubrimiento de tratamientos efectivos en un desafío importante. La evaluación de la eficacia de los fármacos se complica aún más debido a la falta de modelos in vitro capaces de reproducir la complejidad de la estructura y funciones del cerebro humano. Algunas limitaciones de los modelos preclínicos en 2D del cerebro humano se han superado mediante el uso de cultivos en 3D, como esferoides celulares, organoides y órganos en chip. Sin embargo, uno de los enfoques más prometedores para imitar no solo la estructura celular, sino también la arquitectura cerebral, está actualmente representado por modelos de cerebro ingenierizados. Se han explotado tanto técnicas convencionales (particularmente electrohilado y extracción de sal) como no convencionales (particularmente bioprinting), utilizando polímeros naturales o combinaciones entre polímeros naturales y sintéticos. Además, el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) ha permitido la co-cultivo de diferentes células cerebrales humanas (neuronas, astrocitos, oligodendrocitos, microglía), ayudando a acercarse a la complejidad del sistema nervioso central. En este artículo de revisión, explicamos la importancia de la modelización cerebral in vitro y presentamos los principales modelos cerebrales in vitro desarrollados hasta la fecha, con un enfoque especial en los avances más recientes en modelos de cerebro ingenierizados que utilizan iPSCs. Finalmente, discutimos críticamente los logros, los principales desafíos y las perspectivas futuras.