Efecto de la estimulación optogenética en la diferenciación de progenitores neurales y su aplicación para la terapia celular

Abstract

[ES] La lesión medular interrumpe la intrincada comunicación entre el cerebro y los circuitos espinales, provocando disfunciones motoras, sensoriales y autonómicas. Las polifacéticas consecuencias fisiopatológicas de la lesión medular contribuyen a los retos y fracasos de su tratamiento. El trasplante de progenitores neurales es una terapia con efectos pleiotrópicos que van desde la sustitución de las células huésped hasta la provisión de apoyo trófico y la modulación de la neuroinflamación, restableciendo así los circuitos neuronales y la conectividad. Sin embargo, sigue siendo difícil mejorar la supervivencia de los trasplantes, dirigir la diferenciación de los progenitores neurales y establecer conexiones sinápticas funcionales.

La optogenética, ampliamente utilizada para estudiar la dinámica de los circuitos y la conectividad injerto-huésped, encierra un potencial sin explotar para activar con precisión los injertos de células madre. Nuestra innovadora estrategia emplea la optogenética para modular los progenitores neurales derivados de la médula espinal que expresan canalrodopsina-2 (ChR2) y su potencial para su trasplante en modelos de lesión medular. El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de la estimulación optogenética de progenitores neurales sobre su diferenciación y estudiar el perfil, reactividad y propiedades neuroprotectoras de los astrocitos derivados.

[EN] Spinal cord injury disrupts the intricate communication between the brain and spinal circuits, leading to motor, sensory and autonomic dysfunction. The multifaceted pathophysiological consequences of spinal cord injury contribute to the challenges and failures of its treatment. Neural progenitor transplantation is a therapy with pleiotropic effects ranging from replacement of host cells to provision of trophic support and modulation of neuroinflammation, thus restoring neuronal circuitry and connectivity. However, improving transplant survival, directing neural progenitor differentiation and establishing functional synaptic connections remain challenging. Optogenetics, widely used to study circuit dynamics and graft-host connectivity, holds untapped potential for precisely activating stem cell grafts. Our innovative approach uses optogenetics to modulate spinal cord-derived neural progenitors expressing channelrhodopsin-2 (ChR2) and their potential for transplantation in models of spinal cord injury. The aim of this work is to study the effects of optogenetic stimulation of neural progenitors on their differentiation and to study the profile, reactivity and neuroprotective properties of derived astrocytes.