La primera aplicación ha servido para estudiar una proteína que regula el tamaño del cerebro y causa microcefalia, un grave trastorno del desarrollo, que han podido corregir in vitro
Un equipo internacional de investigadores, liderados por el
austriaco Juergen Knoblich, ha logrado por primera vez obtener en el
laboratorio pequeños cerebros del tamaño de un guisante que reflejan de
forma bastante fiel las primeras etapas del desarrollo del cerebro
humano. Este “fascinante” trabajo, como le califican varios científicos internacionales, ha dado ya su primer fruto:
un minicerebro a partir de células madre pluripontentes inducidas (IPs)
de un paciente con microcefalia, un grave trastorno del desarrollo que
reduce el tamaño del cerebro, que han logrado corregir "in vitro" según
publican en el último número de “Nature”.
Este “organoide cerebral”, como le denominan sus creadores, se ha obtenido a partir de un cultivo de tejido de células madre pluripotentes humanas que, lejos de reordenarse de forma caótica, se grupan formando una estructura esférica querecapitula
en parte las primeras etapas de la organización del cerebro humano y en
concreto de la corteza cerebral. Este trabajo puede ayudar a superar algunas de las limitaciones actuales del estudio de las enfermedades neurológicas utilizando
modelos animales, como los ratones, que no comparten la complejidad del
cerebro humano y han demostrado ser peores predictores del resultado
posterior de los fármacos en pacientes humanos.
Desarrollo limitado
El trabajo extiende las posibilidades de las células madre a
la comprensión del desarrollo del cerebro. Aún así, la estructura que
ha creado el equipo de Knoblich está muy lejos de parecerse a un cerebro
real, ni siquiera al primitivo cerebro de un feto. El pequeño cerebro
vive unos cuantos meses, pero no da lugar a todas las estructuras del
cerebro ni puede crecer más allá de unos pocos milímetros, entre otras
cosas porque carece de sistema circulatorio, como destaca Oliver
Brüstle, neurocientífico de la Universidad alemana de Bonn. Sin embargo,
sí desarrolla estructuras parecidas a los ventrículos cerebrales y a
los plexos coroides, importantes en la formación posterior de las
células nerviosas.
“El estudio es importante porque permite un modelo experimental interesante para estudiar el desarrollo de la corteza cerebral” explica Juan A. de Carlos Investigador del Instituto Cajal (CSIC)
y experto en desarrollo del telencéfalo. De Carlos resalta que el
equipo de Knoblich “ha logrado una peculiar estructura en cultivo, a
partir de un puñado de células madre humanas, a las que han inducido
para que se diferencien en células nerviosas. Estas estructuras, a las
que denominan organoides cerebrales, se pueden mantener en cultivo
durante meses, tiempo en el que crecen
adoptando una forma mas o menos amorfa, pero que al estudiarla con
distintos marcadores se observa que existe una microorganización
coherente a lo largo del tiempo con la de la corteza cerebral humana
en desarrollo”. De hecho las células se organizan en capas, igual que
ocurre en la corteza cerebral, el tejido más complejo de todos.
Se observan importantes similitudes entre este organoide en proporción, organización y movimiento de las células que
luego van a dar origen a los distintos tipos de neuronas. Además,
algunas estructuras, como la pituitaria o el ojo pueden desarrollarse
hasta una etapa relativamente avanzada con este método, lo que abre interesantes posibilidades en medicina regenerativa.
Futuras aplicaciones
Y por ahí pueden venir algunas de las primeras aplicaciones, apunta Zoltán Molnár de la Universidad de Oxford: “Dudo que seamos capaces de crear un cerebro totalmente funcional en un futuro cercano, aunque algunos grupos en Japón sí podrían producir una glándula pituitaria relativamente madura o un ojo con métodos similares”.
Este neurocientífico ve un gran potencial en esta técnica para el
estudio de trastornos del desarrollo del cerebro en las primeras etapas.
Sin embargo, no está claro que pueda utilizarse para patrologías más
complejas, como el autismo o la esquizofrenia.
De momento, el modelo el modelo ya ha dado sus primeros
frutos nada más nacer. Los investigadores lo han utilizado para estudiar
la microcefalia,
un raro y grave trastorno del desarrollo que impide que el cerebro
alcance el tamaño adecuado. Gracias a su minicerebro han podido
confirmar que la proteina denominada CDK5RAP2, que se sospechaba que
regula el tamaño cerebral, es la responsable de esta patología, algo que
no se había podido demostrar en modelos de ratón.
“Lo que hace este trabajo particularmente interesante es
que células procedentes de un paciente con microcefalia producen un
organoide cerebral anormal, con aspectos semejantes a los que se
observan en el paciente. Los investigadores demuestran que esas características anómalas se pueden “curar” reemplazando el gen defectuoso”, explica el neurocientífico Paul Matthews.
Fuente: Pilar Quijada, ABC
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