Una pequeña gota de tejido gelatinoso que se sienta en un plato representa un salto gigante hacia adelante en la investigación del cerebro humano.
Conocido como un organoidees un modelo vivo 3D de un órgano humano; Una de las primeras en constituir múltiples regiones diferentes del cerebro. Además, esas regiones se conectan entre sí y se iluminan con la actividad neuronal, comparable al cerebro de un feto humano a los 40 días de gestación.
“Hemos hecho la próxima generación de cerebro organoides” dice el ingeniero biomédico Annie Kathuria de la Universidad Johns Hopkins.
“La mayoría de los organoides cerebrales que ves en los papeles son una región cerebral, como la corteza o el cerebro trasero o el cerebro medio. Hemos cultivado un organoide de cerebro completo rudimentario; lo llamamos el organoide cerebral múltiple (MRBO)”.
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Los organoides no son órganos completos, sino versiones escaladas cultivadas a partir de cultivos celulares y de tejido en un entorno de laboratorio. Su propósito es permitir a los científicos investigar cambios, diferencias e interacciones con, por ejemplo, nuevos medicamentos, sin necesidad de investigar a un humano vivo.
Esto es especialmente importante para el cerebro. El órgano más complejo del cuerpo humano, también es el más mal entendido. No puede simplemente hacer que el cerebro de una persona sea voluntario, podría romper algo importante extremadamente fácilmente, para que los organoides cerebrales proporcionen una plataforma crucial para ayudar a comprender la función cerebral, las enfermedades y las afecciones neurológicas como autismo y esquizofrenia.
Para cultivar su organoide cerebral, los investigadores toman células de sangre y piel de humanos vivos para crear pluripotentes inducidos células madre. Estas son células que se inducen a regresar a un estado ‘tallo’, desde el cual pueden desarrollarse en cualquier tipo de célula en el cuerpo humano.
Estas células madre se cultivan para diversificarse y transformarse en varios tipos de células de diferentes regiones del cerebro humano, todo en sus propios platos de Petri separados. Solo una vez que cada una de estas regiones individuales está suficientemente desarrollada, se unen con proteínas pegajosas que actúan como una especie de pegamento que permite que los tejidos separados formen conexiones.
Cada organoide es bastante pequeño, que consta de alrededor de 6 a 7 millones de neuronas, en comparación con el Decenas de miles de millones de neuronas en un cerebro humano completamente desarrollado. Aunque las magnitudes más simples que los cerebros completamente desarrollados, presentan un modelo razonable sobre cómo funciona el cerebro humano completo como una red integrada.
Hubo algunos hallazgos emocionantes. Los vasos sanguíneos en el organoide conectado crecieron y comenzaron a formar nuevos vasos sanguíneos. Los investigadores también encontraron evidencia de expresión génica asociada con las diferentes regiones del organoide, y los primeros signos del desarrollo de una barrera hematoencefálica, la membrana crucial que protege el órgano delicado de las sustancias nocivas.
Este organoide, dicen los investigadores, proporciona una nueva plataforma que permitirá a los científicos estudiar y analizar las complejidades de la función cerebral a lo largo del tiempo, lo que a su vez podría dar una visión importante de las condiciones neurodesarrollo y neurodegenerativa, y ayudar a desarrollar tratamientos de los mismos.
“Enfermedades como la esquizofrenia, el autismo y Alzheimer’s Afectar todo el cerebro, no solo una parte del cerebro “, Kathuria dice.
“Si puede entender lo que sale mal temprano en el desarrollo, podemos encontrar nuevos objetivos para la detección de drogas. Podemos probar nuevos medicamentos o tratamientos en los organoides y determinar si realmente tienen un impacto en los organoides”.
La investigación ha sido publicada en Ciencia avanzada.