Un nuevo estudio podría hacer entender diferentes trastornos que padece el ser humano. Para esto un grupo de investigadores de Universidad de Stanford de California, Estados Unidos trasplantaron un organoide cerebral humano, una especie de 'minicerebro' elaborado a partir de células madre in vitro, en la corteza cerebral de ratas recién nacidas.
El método consistió en injertar un organoide humano en los circuitos neuronales del roedor, de forma que influyó en su comportamiento. El estudio publicado en revista 'Nature' explica que esta investigación puede ayudar a entender la evolución de enfermedades neuropsiquiátricas como la esquizofrenia, algo imposible de comprender en una placa de laboratorio.
“Probablemente, trastornos como el autismo y la esquizofrenia son exclusivamente humanos, pero, por cierto, el cerebro de las personas no ha sido muy accesible, afirmó Sergiu Pasca, autor principal de un artículo que describe el trabajo, publicado ayer en la revista Nature.
Aunque existen experimentos donde se han transferido células neurales humanas a roedores adultos, madurando estableciendo conexiones en el huésped. Sin embargo, este enfoque plantea un problema: el roedor ya maduro, de manera que las neuronas humanas no llegan a tiempo para regular el comportamiento.
Pasca, sostuvo que es la primera vez que injertan organoides en la corteza somatosensorial, -el área responsable de recibir y procesar información sensorial, como el tacto, de todo el cuerpo- de ratas jóvenes, cuyos circuitos neuronales aún no están completamente formados. Esto tiene una ventana para que las neuronas humanas se desarrollen e interaccionen con las del huésped.
Más grandes y conectadas
Entre los hallazgos encontrados fue que la arquitectura del tejido en los organoides injertados no se replicó al de un cerebro humano, ya que estos no adoptaron la estructura en capas que se ve en la corteza y carecían de algunos tipos de células.
Sin embargo, sus neuronas eran mucho más grandes, más elaboradas y más altamente conectadas de lo que normalmente se observa en los organoides en cultivo. “Crecieron mucho hasta cubrir un tercio del hemisferio del cerebro de la rata, seis veces más que en la placa”, explica Sergiu Pasca, investigador en Stanford y coautor del estudio.
Con todo, “hay una limitación de especie”, dice Pasca. Las células del organoide se desarrollaron dentro de la rata a ritmo humano. Hace falta unos once días para desarrollar la corteza de una rata, y unos 146 días para la corteza humana.
El resultado del injerto fue alto (más del 80 %), al igual que la supervivencia del huésped después de un año (más del 70 %). Los roedores elegidos carecían de un sistema inmunológico funcional, para asegurarse de que no rechazarían el tejido humano.
Los investigadores, cuyo estudio recibió subsidios de los Institutos Nacionales de Salud, dijeron que podían hacer la misma clase de experimentos con organoides de células de pacientes con trastornos como el autismo y la esquizofrenia y ver cómo afectan el cerebro.
"Estos experimentos sugieren que este novedoso enfoque puede captar procesos que van más allá de lo que podemos detectar con los actuales modelos 'in vitro. Esto es importante porque muchos de los cambios que causa la enfermedad psiquiátrica son probablemente diferencias sutiles de circuitería", destacó Pasca.
Los investigadores también cultivaron los organoides a partir de células madre de personas que tenían el síndrome de Timothy, una rara enfermedad neurológica causada por la mutación de un gen que provoca arritmias cardiacas y trastornos del comportamiento similares a los del autismo.
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