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  • 05/09/2013

BIOMEDICINA

Organoides cerebrales

Crean «minicerebros» en el laboratorio que podrían ayudar a estudiar las enfermedades neurológicas en tejido humano vivo.

Nature

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Imagen de un organoide cerebral obtenida mediante microscopía de fluorescencia. En verde, se observan las neuronas, y en magenta, las células progenitoras. [Lancaster et al./ Nature]

Con la combinación adecuada de nutrientes y un poco de ayuda, las células madre humanas derivadas de la piel pueden agregarse de forma espontánea y convertirse en fragmentos de tejido cerebral. Así lo demuestra un estudio recién publicado en Nature.

Crear un cerebro artificial completo tal vez tarde aún varios años, pero los organoides cerebrales, del tamaño de guisantes, desarrollados en este trabajo podrían resultar de utilidad en la investigación de enfermedades neurológicas humanas.

Con anterioridad ya se habían utilizado células madre humanas para crear estructuras parecidas al ojo e incluso tejidos similares a la corteza cerebral. Sin embargo, en este último estudio, los científicos obtuvieron fragmentos de tejido neural más grandes y más complejos. Primero cultivaron las células madre en un gel sintético parecido a los tejidos conectivos naturales que se hallan en el cerebro y en otras partes del cuerpo. A continuación, introdujeron los grupos incipientes de células en un biorreactor para proporcionar al tejido nutrientes y oxígeno. Para sorpresa de los investigadores, las manchas crecieron hasta parecerse a cerebros de fetos en la novena semana de gestación.

Una copia imperfecta

Bajo el microscopio, los investigadores observaron distintas regiones cerebrales que parecían interaccionar una con la otra. Sin embargo, la disposición general de las diferentes áreas variaba aleatoriamente entre las muestras de tejido y no se formaba ninguna estructura fisiológica reconocible.

Según los autores, la estructura completa no es equiparable a un cerebro. La maduración de este órgano en el embrión probablemente esté guiada por señales de crecimiento procedentes de otras partes del cuerpo. Los organoides también carecían de vasos sanguíneos, lo que podría contribuir a su reducido tamaño, de unos 3 o 4 milímetros de diámetro como máximo, incluso después de cultivarlos durante 10 meses o más.

A pesar de estas limitaciones, los autores utilizaron el sistema para modelar los aspectos clave de la microcefalia, una enfermedad que causa un crecimiento muy deficiente del cerebro y deterioro cognitivo. La microcefalia y otros trastornos del desarrollo neurológico resultan difíciles de reproducir en roedores debido a las diferencias específicas de la especie en la formación del cerebro.

Los investigadores descubrieron que los organoides creados a partir de células madre derivadas de la piel de un humano con microcefalia no alcanzaban el tamaño de los obtenidos a partir de células madre de una persona sana. Atribuyeron ese efecto a la diferenciación prematura de las células madre neurales dentro de los fragmentos de tejido microcefálico, lo que agotó la población de células progenitoras que sustenta el crecimiento normal del cerebro.

Los hallazgos confirman en gran medida las teorías predominantes sobre la microcefalia. Pero el estudio también pone de manifiesto el potencial del uso de tejidos neurales derivados de células madre humanas para modelar otros trastornos.

Más información en Nature

Fuente: Nature

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