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Minicerebros­ ­modulares

Los organoides cerebrales que los neurocientíficos cultivan en el laboratorio presentan una estructura irregular que dificulta la investigación del encéfalo humano. Un nuevo procedimiento para obtenerlos podría resolver el problema.

Los «minicerebros» cultivados en el laboratorio se asemejan al cerebro humano en varios aspectos. [Cortesía de Madeline Lancaster / IMBA]

En síntesis

La resolución de algunos de los enigmas del cerebro está limitada a la investigación en animales o, incluso, en humanos. Por este motivo, los investigadores cultivan minicerebros artificiales a partir de células madre humanas.

Mas estos organoides diminutos adolecen de un inconveniente importante: cada fragmento de tejido presenta un aspecto distinto. Ello imposibilita llevar a cabo experimentos controlados y reproducibles.

Un nuevo método permite desarrollar minicerebros a partir de una especie de juego de construcción: los distintos elementos que se generan presentan las mismas características y pueden combinarse a voluntad.

Se dice que el cerebro humano es una de las piezas más complejas del Universo. Por ello, parece poco probable que unas pequeñas esferas (del tamaño de un guisante) de neuronas que crecen en soluciones nutritivas de laboratorio puedan representar algo más que una fugaz ayuda para los neurocientíficos. Sin embargo, en la actualidad numerosos investigadores cultivan con entusiasmo estos curiosos sistemas biológicos, conocidos como organoides cerebrales o, menos formalmente, como «minicerebros», para investigar el desarrollo del encéfalo humano.

Pero un trío de publicaciones recientes sugiere que la ciencia de los organoides cerebrales está dando un giro, y que el futuro de estos estudios neurocientíficos puede depender menos de intentar crear pequeñas réplicas perfectas de cerebros enteros y más de producir módulos altamente replicables de partes del cerebro en desarrollo que puedan encajarse como bloques de construcción.

En 2013, Madeline Lancaster, por aquel entonces en la Academia de Ciencias Austríaca, creó los primeros minicerebros. Esta bióloga del desarrollo descubrió que las células madre que se cultivaban en un medio nutritivo podían crecer hasta convertirse en estructuras esféricas de tejido cerebral, diferenciadas y funcionales. En poco tiempo, los laboratorios neurocientíficos de todo el mundo se lanzaron a intentar cultivarlos.

Para decepción de muchos científicos impacientes, solo obtuvieron pequeños montones de células. Presentaban una anatomía distorsionada: no tenían ni vasos sanguíneos ni estratos de tejido. Bien es cierto que se logró obtener neuronas, pero apenas se produjeron células de la glía, una capa aislante fundamental para los haces nerviosos de, entre otros, la sustancia blanca [véase «Células de la glía», por Claudia Krebs, Kerstin Hüttmann y Christian Steinhäuser; Mente y Cerebro, n.o 11, 2005].

Aunque lo más problemático era la falta de homogeneidad en los órganos obtenidos: incluso cuando los investigadores seguían exactamente los mismos protocolos, cada minicerebro presentaba un aspecto distinto. «Ello dificulta muchísimo llevar a cabo un experimento controlado y obtener conclusiones válidas», indica Arnold Kriegstein, director del programa de desarrollo y biología de células madre en la Universidad de California en San Francisco.

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