Revolucionando la investigación: innovadoras técnicas para analizar malformaciones en la médula espinal embrionaria

MadridCientíficos de la UCL han desarrollado sensores para medir la fuerza en los cerebros y médulas espinales de embriones de pollo en desarrollo. Su objetivo es comprender mejor y prevenir defectos de nacimiento como la espina bífida. El estudio, realizado en colaboración con la Universidad de Padua y el Instituto Veneto de Medicina Molecular (VIMM), se publicó en la revista Nature Materials.

Científicos desarrollan nuevas biotecnologías para medir las fuerzas mecánicas que los embriones utilizan durante su crecimiento. Estas fuerzas son cruciales para la formación de órganos y sistemas corporales, como el tubo neural que se convierte en el sistema nervioso central.

Cada año, aproximadamente uno de cada 2,000 recién nacidos en Europa presentan defectos en sus médulas espinales. Los estudios tradicionales de genes y moléculas no han logrado explicar completamente estos problemas. Ahora, los científicos están investigando cómo las fuerzas físicas en los tejidos influyen en el desarrollo del embrión. Esto resulta difícil de estudiar debido a que las médulas espinales embrionarias son extremadamente pequeñas y delicadas.

Para enfrentar estos desafíos, los científicos:

• Sensores de fuerza diminutos (de aproximadamente 0.1mm de ancho) impresos en 3D e integrados directamente en el sistema nervioso en desarrollo de embriones de pollo.
• Aplicaron un líquido a los embriones que, al ser expuesto a un láser potente, se transformó en un sólido similar a un resorte.
• Este sólido se adhirió a la médula espinal en crecimiento y se deformó debido a las fuerzas mecánicas generadas por las células de los embriones.

Los sensores detectaron fuerzas muy pequeñas, aproximadamente una décima parte del peso de una pestaña. Para asegurar un desarrollo normal, es necesario que las fuerzas positivas sean más fuertes que las negativas. Los investigadores miden estas fuerzas para encontrar medicamentos que puedan aumentar las fuerzas positivas o reducir las negativas, lo cual puede ayudar a prevenir defectos de nacimiento como la espina bífida. Estos fármacos también podrían mejorar los beneficios de tomar ácido fólico durante el embarazo, que ya es conocido por ayudar a prevenir estos problemas.

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La Dra. Eirini Maniou, investigadora postdoctoral, lideró el estudio. Afirmó que el uso de nuevos materiales y microscopía avanzada puede transformar nuestra comprensión del desarrollo embrionario. Esta investigación podría ayudar a generar nuevas formas de prevenir y tratar problemas del sistema nervioso central.

El equipo descubrió que su tecnología funciona con células madre humanas mientras se convierten en células de la médula espinal. En el futuro, esto podría permitir a los científicos comparar células madre de personas sanas con las de personas con espina bífida. Esto podría ayudar a comprender por qué algunas personas desarrollan esta condición.

El Dr. Gabriel Galea del Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de UCL señaló que esta tecnología tiene múltiples aplicaciones. Además, espera que otros grupos de investigación comiencen a utilizarla también.

El profesor Nicola Elvassore, de la Universidad de Padua y VIMM, y coautor principal del estudio, afirmó que el descubrimiento nos ayuda a comprender mejor las fuerzas mecánicas en el desarrollo embrionario. Este conocimiento ofrece nuevas formas de prevenir afecciones como la espina bífida. Medir estas fuerzas con precisión es un avance considerable.

Este descubrimiento podría revolucionar la investigación biomédica al ofrecer nuevas formas de prevenir y tratar las malformaciones congénitas. Los avances logrados en este estudio demuestran la eficacia de la tecnología moderna y la colaboración interdisciplinaria.