Hacer crecer una pequeña bola de neuronas humanas del tamaño de la cabeza de un alfiler en una placa de Petri se ha convertido en una rutina para muchos laboratorios de todo el mundo. Conocidos como organoides cerebrales, estos cultivos 3D de tejido cerebral vivo han dado paso a una nueva era en la investigación del cerebro humano. Pero, ¿hasta dónde puede llegar cuando se trata de crear un modelo de cerebro en el laboratorio?
Recientemente, investigadores estadounidenses llevaron aún más lejos el potencial de maduración de estos organoides al trasplantarlos en el cerebro de ratas recién nacidas, que luego fueron rápidamente colonizadas por células humanas. Una herramienta sin precedentes para estudiar enfermedades neuropsiquiátricas humanas y para probar nuevos tratamientos, según los investigadores. Pero también plantea una serie de cuestiones éticas.
Todo comenzó con un Premio Nobel, otorgado hace diez años al investigador japonés Shinya Yamanaka por su descubrimiento de una receta mágica: la transformación de células humanas adultas (piel por ejemplo) en células pluripotentes, es decir, en células madre capaces de recapitular todas las líneas celulares del cuerpo – utilizando factores moleculares. A partir de estas células madre, mediante la modificación de su entorno, los científicos pudieron obtener una variedad de líneas. La carrera por los organoides estaba en: intestino, riñón, hígado, retina, pero también diferentes regiones del sistema nervioso, incluida la corteza.
“Queremos entender las enfermedades psiquiátricas arraigadas en el cerebro a nivel molecular, para encontrar tratamientos. Pero el cerebro es un órgano de difícil acceso., explica hoy Sergiu Pasca, investigador y médico de la Universidad de Stanford en California. Al construir un modelo no invasivo del cerebro humano, podemos enfrentar este desafío. »
Actualmente, los organoides tienen algunas limitaciones en el laboratorio. “No observamos la misma conectividad entre neuronas ni el mismo tamaño de células que en el cerebro humanocontinúa el científico. Por eso decidimos trasplantar estos organoides en la corteza somatosensorial de ratas recién nacidas, cuando el sistema nervioso de los roedores todavía está madurando. » Esta región de la corteza recibe información de la superficie del cuerpo (tacto, calor, frío, dolor, etc.) y, en particular en los roedores, de los bigotes, llamados vibrisas.
Sin estrés en ratas
Los resultados de este experimento, publicados el 12 de octubre en la revista Naturaleza, mostró que la conectividad entre las células nerviosas humanas era mucho mayor, y que estas neuronas más maduras eran seis veces más grandes en la cabeza de la rata, en comparación con los organoides en las placas de Petri. Después de doscientos cincuenta días en el cerebro del animal, las neuronas organoides ocuparon casi un tercio del hemisferio cerebral.
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