Nueva herramienta mapea los tipos de células en manchas de tejido cerebral cultivadas en laboratorio

Búsqueda de mapas: Dos tipos de neuronas (corticales, arriba; talámicas, abajo) procedentes de diferentes lotes de organoides se mapean sobre una vista de referencia del cerebro de ratón en desarrollo. Los colores oscuros indican un alto grado de similitud entre las neuronas derivadas de los organoides y el mapa de referencia.

POR GIORGIA GUGLIELMI

Fuente: Spectrum | 29/07/2021

Fotografía: Autism Spectrum

Una nueva herramienta ayuda a los investigadores a explorar los tipos de células que componen los organoides cerebrales

Una nueva herramienta ayuda a los investigadores a explorar los tipos de células que componen los organoides cerebrales, grupos de células que pueden imitar la estructura básica, la función y el desarrollo de diferentes partes del cerebro.

El programa informático, detallado en Cell Stem Cell, mapea la información sobre cuándo y dónde se expresan los genes en los organoides cerebrales en un atlas de referencia del cerebro de un ratón en desarrollo. Los científicos pueden utilizar la superposición resultante para desarrollar organoides que recapitulen mejor el cerebro en desarrollo, dice el equipo, o para descubrir los efectos de las mutaciones genéticas y otras perturbaciones experimentales.

Los organoides cerebrales derivados de las células de personas con enfermedades como el autismo han demostrado ser útiles para captar las anomalías neuronales. Sin embargo, los resultados se ven enturbiados por las diferencias metodológicas en la forma en que los investigadores desarrollan estas manchas de laboratorio. Las técnicas avanzadas para perfilar la expresión génica en células individuales han facilitado la identificación de los tipos de células en cualquier organoide. Pero sigue siendo difícil asignar esos tipos de células a diferentes regiones del cerebro.

"Hay que hacer un poco de trabajo detectivesco para saber qué tipo de células y qué región del cerebro se ha cultivado", dice la investigadora principal Barbara Treutlein, profesora de biología cuantitativa del desarrollo en la ETH de Zúrich.

Treutlein y sus colegas desarrollaron una herramienta computacional, llamada VoxHunt, que mapea los datos de expresión génica de células individuales de organoides cerebrales obtenidos mediante diferentes protocolos en el Atlas Cerebral de Ratones de Allen. Este atlas, el más detallado de su clase, proporciona un mapa tridimensional de alta resolución del cerebro de los ratones en desarrollo, incluyendo los patrones de expresión de más de 2.000 genes.

Los investigadores probaron VoxHunt utilizando datos de experimentos que trazaban la expresión génica en células individuales de diferentes tipos de organoides cerebrales. El equipo descubrió que las células identificadas como neuronas corticales, basándose en sus patrones de expresión génica, se sitúan en una región en desarrollo que da lugar a la capa externa del cerebro. Las células identificadas como neuronas talámicas se sitúan en el diencéfalo, una región que da lugar al tálamo y a otras estructuras cerebrales.

Gracias a VoxHunt, el equipo identificó un grupo de células hasta ahora desconocido en los organoides cerebrales de un mes de edad. Estas células se corresponden con estructuras como la placa del techo, que produce moléculas importantes para el desarrollo temprano del cerebro.

VoxHunt también mapea los datos de los experimentos que trazan las regiones no enrolladas de la cromatina -el complejo de ADN y proteínas que ayuda a regular la expresión de los genes- en los organoides cerebrales. Estas regiones no enrolladas son accesibles para las proteínas que activan y desactivan los genes. Saber dónde están las células con regiones accesibles de cromatina en el atlas de referencia puede ser especialmente útil para los investigadores del autismo, dice Treutlein, ya que los genes que influyen en la estructura de la cromatina suelen estar mutados en las personas con trastornos del neurodesarrollo.

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/IRNZ7075

https://www.spectrumnews.org/news/toolbox/new-tool-maps-cell-types-in-lab-grown-blobs-of-brain-tissue/