Reacciones al estudio en el que se implantaron 'minicerebros’ derivados de células humanas a ratas recién nacidas

Un equipo de Estados Unidos ha logrado integrar tejido similar al del cerebro derivado de células madre humanas en el cerebro de ratas recién nacidas. La investigación se publica en la revista Nature.

12/10/2022 - 17:00 CET
 
cerebro

Un organoide humano trasplantado y marcado con una proteína fluorescente en una sección del cerebro de rata. Autor: Universidad de Stanford.

Reacciones

Núria Montserrat - minicerebros

Autor/es reacciones

Núria Montserrat

Profesora de Investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña

Science Media Centre España

El estudio representa un avance muy importante en el campo de los organoides cerebrales. Hasta ahora ha habido muchos trabajos que han aportado conocimiento fundamental y metodologías robustas para la generación de este tipo de cultivos, pero un gran escollo en el campo sigue siendo la falta de madurez y funcionalidad. Este estudio, liderado por el investigador Sergiu Pasca, uno de los pioneros en el desarrollo de organoides cerebrales, es de una calidad excelente e incorpora nuevos enfoques metodológicos para superar ciertas limitaciones a la hora de conferir características complejas en estos sistemas de cultivo.   

Hasta la fecha, los organoides de cerebro han aportado conocimiento fundamental para entender el desarrollo embrionario de este órgano, así como entender aspectos relacionados con la aparición de algunas patologías. Todos estos avances venían limitados por aspectos importantes, tales como la falta de conectividad de los circuitos neuronales de manera similar a como ocurre en el órgano nativo.   

Con el fin de superar estas limitaciones, el grupo del investigador Pasca ha desarrollado una metodología que permite trasplantar los minicerebros derivados a partir de células humanas sanas y de células que capturan la base genética de una enfermedad congénita rara (síndrome de Timothy). En concreto, el trasplante de los minicerebros se ha realizado en una zona del cerebro de rata neonatal relacionada con las vías sensitivas; las vías que conducen la información desde la periferia hasta la corteza cerebral a fin de hacer la información consciente. De esta manera, los investigadores han podido examinar el desarrollo de las células humanas trasplantadas, así como su función in vivo. Como resultado, los investigadores han observado que una vez trasplantados los organoides cerebrales desarrollan tipos celulares que no se habían obtenido previamente in vitro, y que después del trasplante los organoides se integran tanto anatómica como funcionalmente en el cerebro de las ratas.   

Mediante este abordaje el estudio ha podido observar que esta aproximación metodológica permite establecer vínculos entre la actividad de las células humanas y el comportamiento animal aprendido, mostrando que las neuronas de los organoides cerebrales de origen humano pueden modular la actividad de las neuronas de rata para impulsar respuestas conductuales.  

En este sentido, y de cara a estudios posteriores, cabe pensar que la metodología empleada en este estudio pueda aplicarse en futuros trabajos que tengan como objetivo estudiar circuitos neurales que se hallan comprometidos en diferentes patologías humanas. De hecho, en este estudio los autores han podido identificar que, después del trasplante, las neuronas de los organoides presentan características funcionales y morfológicas intrínsecas más complejas, lo que ha permitido identificar defectos relacionados con el síndrome de Timothy.  

Si bien el estudio tiene implicaciones importantes en cuanto a la posibilidad de desarrollar estrategias para superar las limitaciones actuales a la hora de madurar y conferir características fisiológicamente relevantes en estos cultivos celulares, el estudio también pone de manifiesto que la aproximación metodológica llevada a cabo presenta limitaciones importantes, dado que las diferencias entre el sistema nervioso humano y de rata pueden dar lugar a interpretaciones erróneas (tal y como apuntan los investigadores en las conclusiones de su estudio). 

No declara conflicto de interés
ES

Lluis Montoliu - minicerebro ratones

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Lluís Montoliu

Investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y en el CIBERER-ISCIII

Science Media Centre España

Muy interesante este estudio de la Universidad de Stanford. No es la primera vez que tejidos humanos fabricados en el laboratorio se integran en animales adultos, ratas o ratones atímicos (es decir, inmunodeficientes, incapaces de rechazar los tejidos y células de otra especie). Esto se ha hecho numerosas veces con diferentes tejidos (músculo, piel, sangre, tejido nervioso, etc.). Pero sí, que yo sepa, es el primer caso de un tejido organoide humano de cerebro trasplantado al cerebro de una rata recién nacida, con su cerebro en pleno desarrollo, que muestra no solamente que no es rechazado sino que se integra con las funciones propias del cerebro de la rata, interconectándose entre sí (los autores activan las células humanas al rozar los bigotes de la rata, demostrando que estas células del organoide de cerebro humano han logrado conectarse a este circuito somatosensorial), y que ilustra una nueva manera de ver los déficits funcionales de tejido cerebral en organoides de pacientes afectados con alguna enfermedad neurológica (los autores lo demuestran con organoides derivados de células de pacientes con el síndrome de Timoteo, un trastorno raro con múltiples afectaciones en diversos órganos y con una alteración cardiaca como síntoma característico).

Es un experimento sorprendente y un avance muy significativo, que combina estudios en el laboratorio (organoides) con estudios con animales (trasplante de organoides al cerebro de ratas atímicas). Este experimento también suscita aspectos éticos relevantes de esta investigación, que deberán tenerse en cuenta y debatirse en futuros procedimientos similares, al generarse de alguna manera cerebros en estos animales que son parcialmente híbridos entre neuronas de la rata y neuronas del paciente usado en el proceso.

No declara conflicto de interés
ES
Publicaciones
Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Animales
  • In vitro
Revista
Nature
Fecha de publicación
Autores

Omer Revah et al.

Tipo de estudio:
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Animales
  • In vitro
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