Los investigadores han cultivado un nuevo organoide cerebral entero, completo con tejidos neuronales y vasos sanguíneos rudimentarios.
Es el progreso que podría inaugurar una nueva era de investigación sobre trastornos neuropsiquiátricos como el autismo.
«Hicimos la próxima generación de organoides cerebrales», dice la autora principal Annie Kathuria, profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Johns Hopkins que estudia el desarrollo del cerebro y los trastornos neuropsiquiátricos.
«La mayoría de los organoides cerebrales que ves en los documentos son una región del cerebro, como la corteza o el cerebro trasero o el mesencefalo.
La búsqueda en Ciencia avanzada Marca una de las primeras veces que los científicos pudieron generar un organoide con tejidos de cada región del cerebro conectado y actuando en concierto. Tener un modelo del cerebro basado en células humanas abrirá posibilidades para el estudio de la esquizofrenia, el autismo y otras enfermedades neurológicas que afectan a todo el cerebro, el trabajo que generalmente se realiza en modelos animales.
Para generar un organoide en todo el cerebro, Kathuria y los miembros de su equipo crecieron por primera vez las células neurales de las regiones separadas del cerebro y las formas rudimentarias de vasos sanguíneos en platos de laboratorio separados. Luego, los investigadores bloquearon las partes individuales junto con proteínas pegajosas que actúan como una supercolla biológica y han permitido que los tejidos formen conexiones. Cuando las telas comenzaron a crecer juntas, comenzaron a producir actividades eléctricas y respondieron como una red.
El organoide cerebral múltiple ha mantenido una amplia gama de tipos de células neuronales, con características que se asemejan a un cerebro en un feto humano de 40 días. Alrededor del 80% del rango de tipos de células normalmente observado en las primeras etapas del desarrollo del cerebro humano se expresó igualmente en los cerebros miniaturizados en el laboratorio.
Mucho más pequeño que un cerebro de crecimiento real de 6 a 7 millones de neuronas en comparación con docenas de miles de millones de adultos, esos organoides organoides proporcionan una sola plataforma para estudiar el desarrollo de todo el cerebro.
Los investigadores también vieron la creación de una primera formación de barrera hematoencefálica, una capa de células que rodean el cerebro y controlan que las moléculas pueden pasar.
«Tenemos que estudiar modelos con células humanas si desea comprender los trastornos del desarrollo neurológico o los trastornos neuropsiquiátricos, pero no puedo pedirle a una persona que me deje echar un vistazo a su cerebro solo para estudiar el autismo», dice Kathuria.
«Los órganos interi-cervello nos permiten mirar los trastornos en tiempo real, ver si los tratamientos funcionan e incluso miden las terapias a pacientes individuales».
Los investigadores dicen que el uso de organoides cerebrales integrales para probar medicamentos experimentales también puede ayudar a mejorar la tasa de éxito de la experimentación clínica. Alrededor del 85% al 90% de los medicamentos fallan durante los estudios clínicos de fase 1. Para los medicamentos neuropsiquiátricos, la tasa de quiebra está más cerca del 96%. Esto se debe a que los científicos estudian principalmente modelos animales durante las primeras etapas del desarrollo de drogas. Los organoides de todo el cerebro se parecen al desarrollo natural de un cerebro humano más cerca y probablemente hará mejores sujetos de prueba.
«Enfermedades como la esquizofrenia, el autismo y el Alzheimer influyen en todo el cerebro, no solo una parte del cerebro. Si puedes entender lo que sale mal al comienzo del desarrollo, podríamos encontrar nuevos objetivos para la detección de drogas», dice Kathuria.
«Podemos probar nuevos medicamentos o tratamientos en los organoides y determinar si realmente tienen un impacto en los organoides».
Fuente: Universidad Johns Hopkins
