Los científicos han logrado trasplantar tejido cerebral humano al cerebro de ratas recién nacidas. Los investigadores de la Universidad de Stanford crearon estos cerebros híbridos de rata en los que las células nerviosas humanas y las de los roedores se conectaron, desarrollaron y maduraron para formar un circuito funcional.
Estos cerebros sirven como "laboratorios vivientes", lo que permite al equipo cultivar y manipular tejido cerebral humano y ver cómo influye en el comportamiento animal.
Los expertos afirman que su trabajo, publicado en la revista Nature, podría hacer avanzar la investigación de trastornos mentales como la esquizofrenia o el autismo, sin necesidad de procedimientos invasivos como la extracción de tejido del cerebro.
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Ahora podemos estudiar con un nivel de detalle sin precedentes el desarrollo del cerebro sano, así como los trastornos cerebrales que se entiende que arraigan en el desarrollo, sin necesidad de extraer tejido de un cerebro humano", afirma Sergiu Pasca, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento de la Facultad de Medicina de Stanford, y autor principal del estudio.
Los científicos han logrado trasplantar tejido cerebral humano en el cerebro de ratas recién nacidas (Créditos: PA) y Un organoide humano, marcado con una proteína fluorescente, trasplantado al cerebro de una rata. (Créditos Universidad de Stanford).
También podemos utilizar esta nueva plataforma para ensayar nuevos fármacos y terapias génicas para los trastornos neuropsiquiátricos". Los investigadores han creado minicerebros en el laboratorio, utilizando células madre, para estudiar el desarrollo del cerebro.
Sin embargo, dijeron que estos minicerebros, también conocidos como organoides, carecen de la conectividad que existe en las personas de la vida real, lo que limita la capacidad de estudiarlos para la investigación avanzada.
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Para el estudio, los científicos utilizaron crías de rata de dos a tres días de edad, el equivalente a un recién nacido humano. Esto se debe a que las conexiones cerebrales se forman en gran medida en una fase temprana del desarrollo, lo que hace que las ratas jóvenes sean candidatas ideales para el trasplante.
El equipo cultivó organoides cerebrales humanos en el laboratorio y, dos meses después, cuando empezaron a parecerse a la corteza cerebral humana, los organoides se transfirieron al cerebro de las crías de rata.
Según los científicos, las neuronas de los organoides se "instalaron" en los cerebros de las ratas, forjando conexiones con el tejido cerebral de los roedores para formar circuitos de trabajo híbridos.
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Seis meses después, las neuronas individuales de las células humanas ocupaban un tercio completo del hemisferio del cerebro de la rata, dijo el equipo.
Las neuronas también mostraban patrones de ramificación más complejos y eran al menos seis veces más grandes en comparación con los organoides cultivados en el laboratorio, añadieron.
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Los experimentos con bigotes de roedores demostraron que, cuando se trasplantan a cerebros de rata, las neuronas humanas son capaces de responder a la estimulación sensorial. A continuación, los investigadores trasplantaron células derivadas de tres pacientes con síndrome de Timothy, un raro trastorno genético asociado a graves problemas cardíacos.
Descubrieron que, en comparación con los cerebros de rata con células neuronales normales, los cerebros de roedores con neuronas del síndrome de Timothy eran mucho más pequeños y carecían de los sofisticados patrones de ramificación. Hemos aprendido mucho sobre el síndrome de Timothy estudiando los organoides mantenidos en una placa", dijo el profesor Pasca. Pero sólo con el trasplante pudimos ver estas diferencias relacionadas con la actividad neuronal". Los científicos dijeron que los especialistas en bioética participaron en la revisión de los aspectos éticos de su investigación.
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Se trata de los circuitos cerebrales humanos más avanzados jamás construidos a partir de células de piel humana y de una demostración de que las neuronas humanas implantadas pueden influir en el comportamiento de un animal", afirmó el profesor Pasca.
Nuestra plataforma proporciona, por primera vez, lecturas del comportamiento de las células humanas y, esperamos, podría acelerar nuestra comprensión de las complejas condiciones psiquiátricas".
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J Gray Camp, del Centro de Innovación de Roche (Suiza), y Barbara Treutlein, de la Universidad Politécnica de Zúrich (también en Suiza), comentan la investigación en la revista Nature News & Views: "Se necesita un discurso activo entre investigadores, bioéticos, reguladores y el público para desarrollar marcos y límites para la investigación que utiliza organoides para modelar los circuitos del cerebro humano".
