Insertan 'minicerebros' humanos en ratas para investigar enfermedades neurológicas

Sergiu Pasca y sus colaboradores crearon lo que se conoce como organoides corticales. Los organoides son sistemas celulares generados 'in vitro' que se autoorganizan, incluyen varios tipos de células y exhiben característicass funcionales. Los científicos los usan a veces como modelo para estudiar el cerebro humano, pero, como carecen de la conectividad propia del cerebro, eso limita su maduración.

Los investigadores de Stanford obtuvieron los organoides corticales a partir que células de la piel de humanos que hicieron 'retroceder' al estadio de células madre pluripotentes, capaces de dar lugar a cualquier órgano. Después, implantaron esas neuronas en ratas recién nacidas, inmunodeprimidas para evitar el rechazo, en la corteza somatosensorial, la parte del cerebro que procesa las sensaciones. Tras la intervención, no detectaron ninguna anomalía en los animales, cuyos vasos sanguíneos cerebrales conectaron con el organoide.

Con el paso del tiempo, los organoides se integraron parcialmente en el cerebro del roedor. Para comprobar hasta qué punto, los científicos infectaron un organoide con un marcador viral. Cuando lo trasplantaron a un animal, detectaron el marcador vírico en varias zonas del cerebro. Además, consiguieron activar las neuronas humanas del organoide para modular el comportamiento de búsqueda de recompensa de la rata. Influyeron en el comportamiento del animal a través del 'minicerebro' humano.

Según los autores, después de siete u ocho meses, el conjunto de células trasplantado se parecía más a las neuronas de un cerebro humano que a los organoides en cultivo. Eso llevó al equipo de Pasca a plantearse si podrían usarse esos 'minicerebros' para estudiar trastornos neurológicos y psiquiátricos. Para responder a la pregunta, generaron organoides con células de tres participantes con el síndrome de Timothy, una enfermedad rara asociada al autismo y la epilepsia, y otros tres de personas sin enfermedades conocidas y los insertaron en cerebros de ratas. Los dos tipos de organoides se integraron en la corteza, pero los de pacientes con el síndrome de Timothy mostraron diferencias estructurales que no se daban en organoides del mismo origen mantenidos en cultivo.

«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», ha dicho Pasca.

«Este trabajo supone un avance significativo en la capacidad de los científicos para estudiar los fundamentos celulares y de interconexiones de los complejos trastornos del cerebro humano. Permite que los organoides se 'conecten' en un contexto biológicamente relevante y funcionen de un modo que no pueden hacer en una placa de Petri», ha destacado David Panchision, jefe de la Rama de Investigación en Neurociencia Genómica y del Desarrollo de la División de Neurociencia y Ciencias Básicas del Comportamiento del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH)de EEUU, que ha financiado la investigación.