Los organoides cerebrales abren una nueva era de investigación
Por Kevin Ritchart.
Un nuevo método para desarrollar organoides cerebrales a partir de células madre pluripotentes podría suponer un importante paso adelante en el estudio de los trastornos neurológicos humanos. Investigadores de la Universidad de Bonn, en Alemania, han publicado un estudio en un número reciente de Cell Reports en el que se describe un enfoque único para examinar un raro defecto cerebral congénito.
El equipo alemán tomó células de la piel de pacientes y las convirtió en células madre pluripotentes. A partir de estas células madre, cultivaron organoides cerebrales tridimensionales o "minicerebros" que imitan la estructura del cerebro humano.
Superar las barreras históricas en la investigación del cerebro humano
La capacidad de los científicos para realizar investigaciones significativas sobre el cerebro humano utilizando células humanas ha sido limitada hasta la fecha. Normalmente, las células en cultivo crecen en una capa plana y bidimensional. Sin un modelo tridimensional, los investigadores no pueden determinar con precisión los cambios celulares cuando se introducen estímulos externos.
Aunque se realizan algunas pruebas en cerebros de ratones y otros animales, existen problemas de fiabilidad en los resultados de estas investigaciones. El cerebro humano es mucho más complejo que el de un animal, por lo que los trastornos del desarrollo humano sólo pueden estudiarse de forma limitada mientras se utilizan modelos cerebrales animales.
Ver cómo se organizan las células
Los nuevos organoides cerebrales pueden mostrar a los científicos cómo las células nerviosas se organizan en tejidos cerebrales muy complejos. "El método abre por tanto oportunidades completamente nuevas para investigar los trastornos en la arquitectura del cerebro humano en desarrollo", afirma la Dra. Julia Ladewig que dirige un grupo de trabajo sobre el desarrollo del cerebro.
La Dra. Ladewig y sus colegas utilizaron organoides cerebrales para estudiar el síndrome de Miller-Dieker, un trastorno hereditario que se cree que está causado por una anomalía cromosómica. Los pacientes con esta enfermedad presentan malformaciones en partes vitales del cerebro.
Sorprendidos por los signos de alteración celular
Los investigadores utilizaron células de la piel de pacientes con Miller-Dieker para crear organoides cerebrales y observar cómo reaccionarían las células. En lugar de ver los patrones de organización y multiplicación de las células sanas, estos procesos estaban alterados en las células de los pacientes de Miller-Dieker.
En los pacientes sanos, unas proteínas específicas son responsables del empaquetamiento denso y uniforme de las células. Las células de los pacientes de Miller-Dieker están mucho más sueltas y menos organizadas, lo que conduce a la diferenciación celular en una fase más temprana. Este comportamiento particular no era evidente en los cultivos celulares bidimensionales anteriores.
Aunque por el momento no se dispone de nuevos tratamientos, los investigadores tienen la esperanza de que un mayor trabajo en este área de lugar a avances que ayuden a los pacientes con el síndrome de Miller-Dieker y otros trastornos neurológicos.
"Estamos llevando a cabo una investigación fundamental", dijo el Dr. Ladewig. "No obstante, nuestros resultados demuestran que los organoides tienen lo necesario para anunciar una nueva era en la investigación del cerebro. Y si comprendemos mejor el desarrollo de nuestro cerebro, es de suponer que a largo plazo puedan surgir nuevas opciones de tratamiento para los trastornos cerebrales."
