Bioquímica y Farmacología: Acceso abierto
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abstracto

Células madre autosuficientes: las neuronas serotoninérgicas derivadas de células madre dependen de la liberación endógena de BDNF para establecer redes serotoninérgicas durante la diferenciación terminal

Eva Krause, Patrick Schloss y Thorsten Lau

El neurotransmisor serotonina juega un papel esencial en una variedad de procesos fisiológicos que incluyen el aprendizaje y la memoria, el estado de ánimo, y neuromodulación. En consecuencia, la disfunción de la neurotransmisión serotoninérgica se asocia con enfermedades psiquiátricas como la depresión, los trastornos de ansiedad y la esquizofrenia. Debido a que el pequeño número y la gran cantidad de neuronas serotoninérgicas in vivo impiden su uso en cultivos de células primarias, las neuronas serotoninérgicas derivadas de células madre se aplican como modelos in vitro para la neurotransmisión serotoninérgica. Entre otros, las células madre 1C11 se utilizan para generar neuronas serotoninérgicas in vitro, por ejemplo, para analizar el efecto del tratamiento antidepresivo en la recaptación de serotonina o la función de los microARN en las neuronas serotoninérgicas. Dado que las células madre 1C11 se diferencian uniformemente en neuronas serotoninérgicas, no es necesario optimizar la diferenciación terminal. Por lo tanto, actualmente se desconoce la contribución de los factores neurotróficos, como el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), a la diferenciación terminal de las células madre 1C11. Para cerrar esta brecha, diferenciamos las células madre 1C11 y determinamos el efecto de la liberación de BDNF endógeno, así como del BDNF recombinante suplementado en el crecimiento de neuritas. Con respecto a la aplicación de BDNF recombinante, también diferenciamos células madre 1C11 en dispositivos de aislamiento de microfluidos para determinar si la ubicación de la aplicación de BDNF recombinante puede ejercer efectos diferenciales sobre el crecimiento de neuritas. Nuestros datos mostraron que el BDNF sintetizado y liberado endógenamente es suficiente para formar redes neuríticas funcionales durante la diferenciación terminal y que una fuente exógena de BDNF no promovió ampliamente el crecimiento de neuritas. Sin embargo, la ubicación de la aplicación de BDNF recombinante afectó el comportamiento de selección de microsurcos de células madre 1C11 diferenciadas en dispositivos de aislamiento de microfluidos. En resumen, nuestros datos muestran que las células madre 1C11 dependen de la síntesis y liberación de BDNF endógeno para la formación de redes serotoninérgicas durante la diferenciación terminal.