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Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Stanford ha conseguido trasplantar un organoide cerebral humano, que es una especie de “minicerebro” hecho a partir de células madre in vitro, en la corteza cerebral de ratas recién nacidas. Con el tiempo, el organoide injertado creció, maduró y se integro en los circuitos neuronales del roedor, influyendo en su comportamiento.
De acuerdo con los científicos responsables del experimento, esto podría ayudar a entender la evolución de enfermedades neuropsiquiátricas como la esquizofrenia. Algunos experimentos previos ya habían logrado transferir células neuronales humanas a ratas adultas.
El problema con los enfoques anteriores era que el circuito del roedor ya se había formado, por lo que las neuronas humanas no llagan a tiempo para entrar en él en la medida necesaria para regular el comportamiento.
En este caso, los investigadores seleccionaron muy bien el momento, pues injertaron los organoides en la corteza somatosensorial, el área responsable de recibir y procesar información sensorial, como el tacto de todo el cuerpo, de ratas jóvenes, cuyos circuitos neuronales aún no están completamente formados.
Los expertos descubrieron que la arquitectura del tejido de los organoides injertados no era exactamente como la de un cerebro humano normal, aunque sus neuronas eran mucho más grandes, más elaboradas y más altamente conectadas de lo que normalmente se observa en los organoides en cultivo.
En este sentido, Sergiu Paşca, investigador en Stanford y coautor del estudio, señaló que “hay una limitación de especie”, pues las células del organoide se desarrollaron dentro de la rata a ritmo humano. Son necesarios cerca de once días para desarrollar la corteza de una rata, y unos 146 días para la corteza humana.
La eficiencia del injerto fue alta (más del 80 %), al igual que la supervivencia del huésped después de un año (más del 70 %). Uno de los hallazgos más importantes del experimento fue que las neuronas humanas podían influir en el comportamiento de búsqueda de recompensas de las ratas.
Los científicos estimularon las neuronas del injerto en roedores entrenados para lamer un surtidor con el fin de obtener agua, y descubrieron que al mandar señales a las neuronas las ratas eran impulsadas a lamer, mientras que los ejemplares que no recibieron el trasplante no lo hacían.
“Hace años que estos organoides se cultivan en laboratorio, también en el nuestro, pero trasplantarlos al cerebro de un animal vivo y conseguir que las neuronas hagan contactos sinápticos con las del cerebro huésped es impresionante. Las neuronas humanas no solo están ahí. Estos contactos funcionan, la rata los utiliza”, dijo al respecto Víctor Borrell, profesor de investigación del CSIC y director de laboratorio en el Instituto de Neurociencias de Alicante.
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Los investigadores también cultivaron organoides a partir de células madre de personas que tenían síndrome de Timothy, una rara enfermedad neurológica causada por la mutación de un gen que provoca arritmias cardiacas y trastornos del comportamiento similares a los del autismo.
“Las enfermedades neuropsiquiátricas son un problema en todo el mundo. Queremos entender su biología, por lo que crear modelos del cerebro humano que no sean invasivos es una de las formas más prometedoras para tratar de entender estas condiciones”, afirmó Paşca.
Finalmente, los autores explicaron que estas investigaciones suponen una oportunidad excepcional para el estudio de enfermedades neurológicas y un nuevo sistema para probar terapias.
