Unos investigadores de EEUU desarrollan el mini cerebro humano más realista
Este hito marca un antes y un después en el estudio de trastornos neurológicos como el autismo o la esquizofrenia
Los investigadores y creadores del organoide cerebral multirregional. | Universidad de John Hopkins
Las enfermedades neurológicas son uno de los mayores desafíos científicos de la actualidad. Cada vez es mayor el número de personas diagnosticadas con algún tipo de trastorno neurológico, por lo que su estudio requiere aún más atención y rapidez. Por este motivo, un grupo de investigadores de la Universidad de John Hopkins (EEUU) ha desarrollado una réplica exacta de un cerebro humano completo, con sus tejidos neuronales y vasos sanguíneos correspondientes, a lo que llaman un organoide cerebral multirregional. Se trata de un proyecto pionero en este campo, ya que, según explica la autora principal del mismo, hasta el momento la mayoría de organoides cerebrales reproducían una región cerebral concreta.
Este hito científico marca un antes y un después en la investigación en torno al cerebro, y, en palabras de la autora, «es el principio de la próxima generación de organoides». El proyecto, que tiene por nombre, traducido al español, Organoides cerebrales multirregionales que integran los sistemas cerebral, mesencéfalo y endotelial, ha sido publicado en la revista Advanded Science, y muestra cómo los investigadores han sido de los primeros en crear un modelo cerebral basado en células humanas y con tejidos de cada región conectados entre sí, actuando en conjunto.
Se trata de todo un avance en este campo. Haber conseguido crear un modelo de estas características abre las puertas al estudio de trastornos mentales como el autismo o la esquizofrenia, entre otros. El trabajo que hasta ahora se realizaba únicamente con animales, ahora puede hacerse con una réplica exacta de un cerebro humano, pero el proceso de creación es muy laborioso y complicado. Según explican en el estudio, para generar el organoide cerebral completo es necesario cultivar células neuronales de distintas regiones del cerebro, así como vasos sanguíneos en placas de laboratorio de manera separada. Después, cada una de las partes se unen como un puzle, adhiriéndose con un pegamento biológico, y permitiendo así que los tejidos se conecten. Una vez realizada esta unión, los investigadores observaron que los tejidos crecían de manera conjunta y comenzaban a producir actividad eléctrica.
Una herramienta clave para el estudio de trastornos
El cerebro comenzó a funcionar de manera exacta a como funcionaría el de un feto de alrededor de 40 días. Además, los científicos pudieron observar cómo en poco tiempo se creaba una capa de células que rodean el cerebro y controlaban las moléculas que pueden entrar en él, conocida como la barrera hematoencefálica. La mente pensante detrás de este relevante proyecto es Annie Kathuria, profesora adjunta del departamento de Ingeniería Biomédica de la universidad. En un artículo publicado por la propia universidad, la científica señala que es necesario estudiar modelos con células humanas para entender algunos trastornos del desarrollo neurológico. «Como no puedo pedirle a alguien que me deje echar un vistazo a su cerebro solo para estudiar el autismo, los organoides cerebrales completos nos permiten observar el desarrollo de los trastornos en tiempo real, comprobar si los tratamientos funcionan e incluso adaptar las terapias a cada paciente», asegura.
La utilización de organoides cerebrales completos para probar distintos tipos de fármacos también supone un aumento de la tasa de éxito en los ensayos clínicos. «Entre el 85% y 90% de los fármacos fracasan durante los ensayos clínicos de fase 1. En el caso de los fármacos neuropsiquiátricos, la tasa de fracaso se acerca al 96%», indica al escrito publicado por la universidad. El principal motivo por el que los ensayos en sus primeras fases fracasan, explican, se debe a que estudian modelos animales durante las primeras etapas de desarrollo de los fármacos, por lo que no es lo suficientemente similar al cerebro humano como para prever cómo se va a desarrollar, mientras que con un organoide, es probable que las primeras fases tengan mayor precisión.
El resultado de esta investigación ha sido todo un éxito. Los investigadores han logrado desarrollar un organoide cerebral multirregional que integra los tres siguientes componentes: áreas cerebrales (como la corteza), regiones media-posteriores y un sistema endotelial (vasos) con varios tipos celulares vasculares. El modelo reproduce un 80% de los tipos celulares presentes en un cerebro humano en sus primeras fases de desarrollo. Este proyecto proporciona una base mucho más realista y relevante para estudiar trastornos donde la neurogénesis y la vascularización tienen especial implicación.