Los científicos han encontrado una manera de omitir algunos de los pasos más desafiantes al construir un modelo de cerebro humano en miniatura en el laboratorio. En lugar de convencer a las células madre para proliferar en los millones y crecer en diferentes tipos de células, como las neuronas, los investigadores en los Países Bajos han logrado desarrollar un organoide cerebral directamente a partir del tejido cerebral fetal.
La estructura autoorganizacional que resulta es aproximadamente del tamaño de un grano de arroz. Si bien no es un órgano real (no tiene pensamientos, emociones o conciencia), los investigadores esperan que demuestre ser un modelo valioso para el tratamiento de enfermedades y trastornos cerebrales, especialmente en los niños.
“Con nuestro estudio, estamos haciendo una contribución importante a los campos de investigación organoides y cerebrales”, dice Hans Clevers, un pionero en la investigación de los organoides en el Instituto Hubrecht y el Centro Princess Máxima.
“Hasta ahora, pudimos derivar organoides de la mayoría de los órganos humanos, pero no del cerebro, es realmente emocionante que ahora hemos podido saltar ese obstáculo también”.
El tejido cerebral fetal generalmente se obtiene de los abortos electivos, y sus asignaciones éticas en la investigación científica varían considerablemente de nación a una nación, y algunos países prohíben su uso por completo y otros, como los Países Bajos, permitiendo su uso con limitaciones estrictas. Dada la baja disponibilidad de tejido fetal, los científicos sólo han cultivado ‘mini-cerebros’ humanos de las células madre. Pero a diferencia de los organoides derivados de células, que maduran espontáneamente a un punto final, los organoides derivados de tejidos reflejan un estado de desarrollo nativo y fijo que se puede mantener durante bastante tiempo.
En los Países Bajos, los investigadores del Centro Princesa Máxima de Oncología Pediátrica y el Instituto Hubrecht trabajaron estrechamente con los bioeticistas para diseñar su metodología. En última instancia, el equipo pudo convencer pequeños fragmentos de tejido cerebral fetal para autoorganizarse en un plato, creando una estructura tridimensional y en capas con varios tipos de células, incluidas las neuronas y las células de soporte, llamada glía radial.
La glía radial es un desarrollo especialmente emocionante, ya que estas son características específicas del ser humano que no se replican en modelos de roedores. Aún mejor, el organoide cerebral continuó respondiendo a algunas de las mismas señales químicas que un cerebro vivo, y permaneció vivo durante más de seis meses.
En comparación, los organoides cerebrales hechos de células madre apenas pueden hacerlo más de 80 días. Clevers y sus colegas incluso pudieron manipular genéticamente sus organoides para parecerse a tumores cancerosos y probar medicamentos.
El equipo sospecha que su éxito puede atribuirse al menos en parte a las proteínas que el tejido cerebral puede producir. Estas proteínas cruciales crean andamios para las células cerebrales para que puedan organizarse autoorganizarse en una estructura tridimensional.
“Nuestro nuevo modelo cerebral derivado de tejidos nos permite obtener una mejor comprensión de cómo el cerebro en desarrollo regula la identidad de las células”, dice Benedetta Artegiani, líder del grupo de investigación del Centro Princesa Máxima.
“También podría ayudar a comprender cómo los errores en ese proceso pueden conducir a enfermedades del desarrollo neurológico como la microcefalia, así como otras enfermedades que pueden provenir del desarrollo descarrilado, incluido el cáncer de cerebro infantil”.
El estudio fue publicado en Cell.
Fuente: Science Alert.
