Zaida Álvarez, investigadora principal del IBEC, con sede en el Parque Científico de Barcelona, ha recibido financiación de los National Institutes of Health (NIH) de Estados Unidos para desarrollar modelos de médula espinal basados en células madre. El proyecto, coordinado por el profesor Evangelos Kiskinis de la Northwestern University de Chicago, y que cuenta también con la participación del Dr. Alberto Ortega del IDIBELL, tiene como objetivo investigar cómo cambia la matriz extracelular de las neuronas en diferentes etapas del desarrollo para avanzar en la comprensión de enfermedades neurodegenerativas.

Las tecnologías de reprogramación celular y las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) han revolucionado el estudio del sistema nervioso central humano, permitiendo crear modelos para investigar el desarrollo neuronal y las enfermedades neurológicas. Sin embargo, cultivar neuronas derivadas de iPSC in vitro sigue siendo un desafío, ya que no alcanzan la madurez necesaria para estudiar enfermedades neurodegenerativas. Esto se debe, en parte, a la falta de una matriz extracelular (ECM) adecuada, que es la estructura que soporta y regula las células en el cuerpo.

Ahora, este proyecto – denominado “Refinando los sistemas modelo de médula espinal basados en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) mediante la fabricación de señales de matriz extracelular programadas según el desarrollo»- propone superar este reto investigando cómo cambia la ECM en diferentes etapas de desarrollo, desde la niñez hasta la vejez, utilizando la médula espinal de ratones y humanos. A partir de estos hallazgos, los investigadores diseñarán matrices artificiales que imiten la ECM natural para mejorar la maduración y el envejecimiento de las neuronas en el laboratorio. Estos avances permitirán desarrollar mejores modelos de médula espinal basados en iPSC, con aplicaciones en el estudio de enfermedades y en el desarrollo de terapias.

El equipo de Zaida Álvarez en el IBEC, el grupo de Biomateriales para la Regeneración Neural, tendrá un papel clave en el proyecto. Desarrollarán matrices funcionalizadas con proteínas de la ECM para mejorar la maduración de neuronas motoras humanas en cultivos 2D y diseñarán plataformas 3D para madurar organoides de médula espinal. También llevarán a cabo estudios sobre la morfología, mecánica y degradación de los hidrogeles que actuarán como sustratos, además de analizar las señales liberadas por la ECM.

Según Álvarez: «Esta oportunidad nos permitirá profundizar en el estudio de la matriz extracelular de la médula espinal y su influencia en la maduración neural. A largo plazo, los avances obtenidos en la funcionalización de matrices y construcciones tisulares podrían establecer nuevas bases para tratamientos efectivos de lesiones medulares y otras enfermedades neurodegenerativas».

El proyecto durará cinco años y cuenta con un presupuesto de más de 2,7 millones de dólares (de los cuales el IBEC recibirá más de 600.000), subvencionados por el Research Project Grant Program (R01) del NHI, la mayor entidad mundial para la financiación de proyectos científico-tecnológicos, y que está integrada por una serie de institutos y centros especializados en áreas específicas en el campo de la salud. Concretamente, esta investigación en la que participa el IBEC ha sido apoyada por el National Institute on Aging (NIA) dels NHI.

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