La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa
multifactorial sin cura asociada a la edad, caracterizada por la degeneración de las
motoneuronas superiores e inferiores, conduciendo a una atrofia muscular severa. El
90% de los casos de ELA son esporádicos. Más de 30 genes han sido identificados
como causantes de casos familiares, aunque aún no están claros todos los mecanismos
patológicos. Muchos estudios apuntan hacia mecanismos en los que células no
neuronales juegan un papel importante en la patología, como la microglía mediante la
neuroinflamación. Las células madre pluripotentes inducidas humanas (iPSCs) han
demostrado ser una buena técnica para generar modelos de ELA in vitro mediante el
diferenciamiento a motoneuronas o microglía, ofreciendo también la posibilidad de crear
modelos 3D, como organoides cerebrales o construir coculturas celulares. En esta tesis
se han diferenciado iPSCs de pacientes de ELA y controles sanos a microglía y
organoides de médula espinal, los cuales han sido caracterizados fenotípica y
funcionalmente con ensayos de inmunofluorescencia. En el futuro se hará una cocultura
con ambos modelos para investigar el papel de la neuroinflamación y los
patomecanismos no neuronales, así como una comparación entre los modelos
derivados de pacientes y de controles sanos.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an age-dependent multifactorial
neurodegenerative disease with no cure, characterized by the degeneration of upper and
lower motor neurons, leading to a severe muscle atrophy. 90 % of ALS cases are
sporadic, while more than 30 genes have been found to be causative of familial cases,
although all the pathological mechanisms are still unclear. Many studies are pointing
towards non-cell autonomous mechanisms, where non-neuronal cells play an important
role in the pathology, like microglia through neuroinflammation. Human induced
Pluripotent Stem Cells (iPSCs) have proven to be a good technique to establish ALS in
vitro models through their differentiation into motor neurons or microglia, and also
offering the possibility to create 3D models as brain organoids or assembling co-culture
systems. In this thesis, ALS patient- and healthy control-derived iPSCs were
differentiated into microglia (iPSC-microglia) and spinal cord organoids (iPSC-SCO) and
were then phenotypically and functionally characterized by immunofluorescence. These
in vitro models will be co-cultured in the future in order to investigate the role of
neuroinflammation and non-cell autonomous mechanisms in ALS, as well as to compare
the ALS patient-derived models with the healthy controls.
