Científicos cultivan células cerebrales humanas en ratas para estudiar enfermedades
Los científicos han trasplantado células cerebrales humanas en cerebros de ratas bebés, donde las células crecieron y formaron conexiones.
Es parte de un esfuerzo por estudiar mejor el desarrollo del cerebro humano y las enfermedades que afectan a este órgano tan complejo, lo que nos convierte en lo que somos, pero que durante mucho tiempo ha estado envuelto en un misterio.
“Muchos trastornos como el autismo y la esquizofrenia son probablemente exclusivamente humanos”, pero “el cerebro humano ciertamente no ha sido muy accesible”, dijo el Dr. Sergiu Pasca, autor principal de un estudio que describe el trabajo, publicado el miércoles en la revista Nature.
Los enfoques que no implican extraer tejido del cerebro humano son «vías prometedoras para tratar de abordar estas condiciones».
La investigación se basa en el trabajo previo del equipo en la creación de «organoides» cerebrales, estructuras diminutas que se asemejan a órganos humanos que también se han hecho para representar a otros , como hígados, riñones, próstatas o partes clave de ellos.
Para hacer los organoides cerebrales, los científicos de la Universidad de Stanford transformaron las células de la piel humana en células madre y luego las persuadieron para que se convirtieran en varios tipos de células cerebrales. Esas células luego se multiplicaron para formar organoides que se asemejan a la corteza cerebral, la capa más externa del cerebro humano, que juega un papel clave en cosas como la memoria, el pensamiento, el aprendizaje, el razonamiento y las emociones.
Los científicos trasplantaron esos organoides en crías de rata de 2 a 3 días de edad, una etapa en la que aún se están formando las conexiones cerebrales. Los organoides crecieron de tal manera que eventualmente ocuparon un tercio del hemisferio del cerebro de la rata donde fueron implantados. Las neuronas de los organoides formaron conexiones de trabajo con circuitos en el cerebro.
Las neuronas humanas se han trasplantado en roedores antes, pero generalmente en animales adultos, generalmente ratones. Pasca, profesor de psiquiatría en la Escuela de Medicina de Stanford, dijo que esta es la primera vez que estos organoides se colocan en los primeros cerebros de ratas, creando «el circuito cerebral humano más avanzado jamás construido a partir de células de piel humana y una demostración de que las neuronas humanas implantadas pueden influir en el comportamiento de un animal”.
Para examinar un uso práctico de este enfoque, los científicos trasplantaron organoides en ambos lados del cerebro de una rata: uno generado a partir de células de una persona sana y otro a partir de células de una persona con síndrome de Timothy, una condición genética rara asociada con problemas cardíacos y espectro autista. trastorno.
Cinco o seis meses después, vieron efectos de la enfermedad relacionados con la actividad de las neuronas. Hubo diferencias en la actividad eléctrica de los dos lados, y las neuronas de la persona con síndrome de Timothy eran mucho más pequeñas y no brotaron tantas extensiones que captan información de las neuronas cercanas.
Los investigadores, cuyo estudio fue financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud, dijeron que podrían hacer el mismo tipo de experimentos usando organoides hechos de células de personas con trastornos como el autismo o la esquizofrenia, y potencialmente aprender cosas nuevas sobre cómo estas condiciones afectan el cerebro, también.
La Dra. Flora Vaccarino de la Universidad de Yale, a quien anteriormente le crecieron bultos que contenían corteza cerebral que se hicieron con ADN de personas con autismo, dijo que el estudio hace avanzar el campo.
«Es extremadamente impresionante lo que hacen aquí en términos de lo que estas células realmente pueden mostrarnos en términos de su desarrollo avanzado… en la rata», dijo Vaccarino, que no participó en el estudio.
Tales experimentos en animales plantean preocupaciones éticas. Por ejemplo, Pasca dijo que él y su equipo conocen el bienestar de las ratas y si todavía se comportan normalmente con los organoides dentro de ellas, lo cual dice que hacen. Aún así, Pasca no cree que esto deba probarse en primates. Los especialistas en ética también se preguntan sobre la posibilidad de que los organoides cerebrales alcancen en el futuro algo parecido a la conciencia humana, lo que, según los expertos, es extremadamente improbable ahora.
Algunos científicos están estudiando los organoides del cerebro humano fuera de los animales. Por ejemplo, los investigadores de ETH Zurich en Suiza publicaron un estudio en Nature a principios de este mes que describe cómo están cultivando tejido similar al cerebro a partir de células madre en el laboratorio y luego mapeando los tipos de células en varias regiones del cerebro y los genes que regulan su desarrollo. Algunos están usando estas estructuras para estudiar el autismo.
Pasca dijo que los organoides cerebrales también podrían usarse para probar nuevos tratamientos para los trastornos neuropsiquiátricos, la mayor causa de discapacidad en todo el mundo. Tal investigación, dijo, debería ayudar a los científicos a lograr avances que han sido extremadamente difíciles hasta ahora porque es muy difícil llegar al cerebro humano, que es «la razón por la que estamos mucho más atrasados en psiquiatría en comparación con cualquier otra rama de la ciencia». medicina en términos de terapéutica”.
