Peque\u00f1as gotas de tejido cerebral humano trasplantadas en ratas acaban de superar un hito importante en el camino hacia una nueva forma de curar lesiones cerebrales graves. Los minicerebros humanos injertados no solo se integraron con el tejido cerebral de rata circundante: las neuronas en los organoides comenzaron a responder a los est\u00edmulos visuales: im\u00e1genes en blanco y negro y luces brillaron en los ojos de las ratas. Y esto sucedi\u00f3 en un per\u00edodo de tres meses.<\/p>\n\n\n\n
“No esper\u00e1bamos ver este grado de integraci\u00f3n funcional tan pronto”, dice el m\u00e9dico y neurocirujano H. Isaac Chen de la Universidad de Pensilvania.<\/p>\n\n\n\n
“Ha habido otros estudios que analizan el trasplante de c\u00e9lulas individuales que muestran que incluso 9 o 10 meses despu\u00e9s de trasplantar neuronas humanas a un roedor, todav\u00eda no est\u00e1n completamente maduras”.<\/p>\n\n\n\n
Empalmar fragmentos de cerebros humanos, en este caso conocidos como organoides corticales, en cerebros de roedores es cada vez m\u00e1s sofisticado. Primero, eran neuronas individuales; m\u00e1s recientemente, los cient\u00edficos han trasplantado con \u00e9xito organoides corticales humanos en el cerebro de ratas beb\u00e9 y ratones adultos que se unieron al tejido circundante y mostraron signos de funcionalidad. Ahora, Chen y su equipo han dado el siguiente paso: trasplantar tejido cerebral humano en ratas adultas con grandes lesiones corticales, para ver si ellas tambi\u00e9n pueden mostrar una integraci\u00f3n funcional.<\/p>\n\n\n\n
“Nos enfocamos no solo en trasplantar c\u00e9lulas individuales, sino en trasplantar tejido”, dice Chen.<\/p>\n\n\n\n
“Los organoides cerebrales tienen una arquitectura; tienen una estructura que se asemeja al cerebro. Pudimos observar neuronas individuales dentro de esta estructura para obtener una comprensi\u00f3n m\u00e1s profunda de la integraci\u00f3n de los organoides trasplantados”.<\/p>\n\n\n\n
Para hacer crecer los minicerebros humanos, los investigadores utilizaron c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas modificadas gen\u00e9ticamente para expresar la prote\u00edna fluorescente verde. Las c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas se generan a partir de c\u00e9lulas madre adultas sometidas a ingenier\u00eda inversa en un estado indiferenciado de tipo embrionario; es decir, pueden convertirse en muchos tipos diferentes de c\u00e9lulas. La prote\u00edna fluorescente verde les da a los organoides la capacidad de emitir fluorescencia.<\/p>\n\n\n\n
Estas c\u00e9lulas madre se cultivaron en neuronas humanas en el transcurso de unos 80 d\u00edas, convirti\u00e9ndose en peque\u00f1os organoides. Una vez que se cultivaron los organoides, los investigadores se dispusieron a trasplantarlos a los cerebros de 10 ratas macho adultas.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores primero crearon una cavidad en el cerebro de cada rata del tama\u00f1o del organoide, de unos 2 mil\u00edmetros de ancho; esta cavidad representaba una lesi\u00f3n cerebral grave. Una vez que se cre\u00f3 la cavidad, se insert\u00f3 el organoide, se cosieron las ratas y se dej\u00f3 curar.<\/p>\n\n\n\n
Para ver c\u00f3mo el organoide se integr\u00f3 con el cerebro despu\u00e9s de la curaci\u00f3n, los investigadores inyectaron en los ojos de las ratas virus con etiquetas fluorescentes que viajaron a lo largo de sus sinapsis. Luego pudieron rastrear las conexiones neuronales desde la retina de las ratas, hasta los organoides trasplantados al cerebro.<\/p>\n\n\n\n
Luego, mientras a las ratas se les mostraban luces intermitentes e im\u00e1genes que consist\u00edan en barras alternas en blanco y negro, los investigadores usaron electrodos para estudiar la actividad dentro del organoide. Alrededor del 25% de las neuronas humanas respondieron a la estimulaci\u00f3n de la luz.<\/p>\n\n\n\n
“Vimos que una buena cantidad de neuronas dentro del organoide respondieron a orientaciones espec\u00edficas de la luz, lo que nos da evidencia de que estas neuronas organoides no solo pudieron integrarse con el sistema visual, sino que tambi\u00e9n pudieron adoptar funciones muy espec\u00edficas del visual. corteza”, dice Chen.<\/p>\n\n\n\n
El experimento se limit\u00f3 a tres meses debido a las limitaciones de la inmunosupresi\u00f3n requerida para evitar que los cuerpos de las ratas rechacen el tejido humano. Al finalizar el experimento, las ratas fueron sacrificadas.<\/p>\n\n\n\n
Debido a este corto tiempo, es posible que las neuronas humanas no estuvieran completamente maduras. Esto podr\u00eda explicar por qu\u00e9 la capacidad de respuesta de las neuronas no fue mayor, dicen los investigadores.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, los resultados son prometedores para esta l\u00ednea de investigaci\u00f3n y pueden usarse para dise\u00f1ar y refinar experimentos futuros. El equipo recomienda utilizar roedores gen\u00e9ticamente inmunosuprimidos para estudios a m\u00e1s largo plazo.<\/p>\n\n\n\n
“Los tejidos neurales tienen el potencial de reconstruir \u00e1reas del cerebro lesionado”, dice Chen.<\/p>\n\n\n\n
“No hemos resuelto todo, pero este es un primer paso muy s\u00f3lido. Ahora, queremos entender c\u00f3mo se pueden usar los organoides en otras \u00e1reas de la corteza, no solo en la corteza visual, y queremos entender las reglas que guiar c\u00f3mo las neuronas organoides se integran con el cerebro para que podamos controlar mejor ese proceso y hacer que suceda m\u00e1s r\u00e1pido”.<\/p>\n\n\n\n
La investigaci\u00f3n ha sido publicada en Cell Stem Cell<\/a>.<\/p>\n\n\n\n