Los científicos han encontrado una manera de saltarse algunos de los pasos más desafiantes al construir un modelo de cerebro humano en miniatura en el laboratorio.
En lugar de persuadir Células madre Para proliferar por millones y convertirse en diferentes tipos de células, como neuronas, investigadores en los Países Bajos han logrado desarrollar un cerebro organoide directamente del tejido cerebral fetal.
La estructura autoorganizada resultante 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 resulte ser un modelo valioso para el tratamiento de enfermedades y trastornos cerebrales, especialmente en niños.
“Con nuestro estudio contribuimos de forma importante a la investigación sobre organoides y cerebros”, dice Hans Clevers, pionero en la investigación de organoides en el Instituto Hubrecht y el Centro Princesa Máxima.
“Hasta ahora hemos podido obtener organoides de la mayoría de los órganos humanos, pero no del cerebro; es realmente emocionante que ahora también hayamos podido superar ese obstáculo”.
El tejido cerebral fetal generalmente se obtiene de abortos electivos, y sus tolerancias éticas en la investigación científica varían considerablemente de un país a otro: algunos países prohíben por completo su uso y otros, como los Países Bajos, lo permiten con limitaciones estrictas.
Dado que baja disponibilidad de tejido fetalhasta ahora los científicos sólo habían cultivado “minicerebros” humanos a partir de células madre.
Pero a diferencia de los organoides derivados de células, que maduran espontáneamente hasta un punto final, los organoides derivados de tejidos reflejan un estado de desarrollo nativo y fijo que puede mantenerse durante bastante tiempo.
En los Países Bajos, investigadores del Centro Princesa Máxima de oncología pediátrica y el Instituto Hubrecht trabajaron estrechamente con especialistas en bioética para diseñar su metodología.
Al final, el equipo pudo convencer a pequeños fragmentos de tejido cerebral fetal para que se autoorganizaran en un plato, creando una estructura tridimensional en capas con varios tipos de células, incluidas neuronas y células de soporte, llamadas glía radial.
La glía radial es un desarrollo especialmente interesante, ya que se trata de características específicas de los humanos 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 elaborados a partir de células madre pueden apenas supera los 80 días.
Clevers y sus colegas incluso pudieron manipular genéticamente sus organoides para que parecieran tumores cancerosos y probar medicamentos en ellos.
El equipo sospecha que su éxito puede atribuirse, al menos en parte, a las proteínas que puede producir el tejido cerebral. Estas proteínas cruciales crean un andamiaje para que las células cerebrales puedan autoorganizarse en una estructura tridimensional.
“Nuestro nuevo modelo cerebral derivado de tejido nos permite comprender mejor 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 a otras enfermedades que pueden surgir de un desarrollo descarrilado, incluido el cerebro infantil. cáncer“.
El estudio fue publicado en Celúla.