Cultivado artificialmente organoides son cada vez más importantes en la investigación científica y médica. Ahora, los científicos han medido una actividad similar a las ondas cerebrales reales en organoides cerebrales cultivados en laboratorio mientras investigan una condición genética que causa convulsiones.
Dichos organoides pueden ser útiles para investigar el desarrollo del cerebro, enfermedades y terapias potenciales, porque pueden participar en experimentos que simplemente no serían posibles con un cerebro humano vivo.
En el nuevo estudio, los investigadores informaron patrones de actividad eléctrica que coinciden estrechamente con una convulsión en organoides cerebrales desarrollados a partir del Células madre
“Este trabajo demuestra que podemos hacer organoides que se asemejen al tejido cerebral humano real y se pueden utilizar para replicar con precisión ciertas características de la función y la enfermedad del cerebro humano”. dice el neurocientífico Bennett Novitch, de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA).
Para crear organoides, los científicos inducen células extraídas de humanos para que se conviertan en células madre pluripotentes, un tipo de célula que crece en una amplia variedad de tejidos y órganos.
El proceso es particularmente difícil en el cerebro, porque están sucediendo muchas cosas. Para ser útiles para más tipos de investigación, además de organizar todas esas neuronas, estos organoides de ‘mini cerebro’ también deben desarrollar las mismas oscilaciones neuronales que ocurren en el cerebro humano, ondas similares a las asociadas con el aprendizaje, el sueño, etc.
Ahora esas ondas han sido detectadas, aumentando la probabilidad de que los organoides puedan representar cerebros reales en la investigación experimental. En muchas enfermedades neuronales, las propias células cerebrales se ven bien; son las oscilaciones las que indican que algo anda mal.
Usando sondas eléctricas y lecturas microscópicas, los investigadores dieron a sus organoides recién creados algo similar a un electroencefalograma (EEG), revelando múltiples tipos de oscilaciones neuronales.
“No había anticipado el rango de patrones de oscilación que veríamos”, dice Novitch. “Al aprender a controlar qué patrones de oscilación exhibe un organoide, podemos eventualmente modelar diferentes estados cerebrales”.
En el caso de las oscilaciones anormales observadas en los organoides desarrollados a partir de personas con síndrome de Rett, la adición del fármaco experimental Pifithrin-alfa eliminó los signos de convulsiones, por lo que estos organoides también pueden “responder” al tratamiento. En todo momento, las propias células cerebrales parecían normales, lo que también es el caso del síndrome de Rett.
Es otro paso adelante para la tecnología y la ciencia de los organoides cerebrales, que continúa avanzando a un ritmo rápido. Solo la semana pasada vimos un estudio que describía cómo las estructuras oculares habían evolucionado en un mini cerebro cultivado en el laboratorio, por ejemplo.
Si bien los organoides cerebrales nunca igualarán la complejidad o los detalles de los cerebros reales, eventualmente podrían reemplazar a los animales en estudios futuros, siempre y cuando estemos seguros de que estos grupos de células especialmente desarrolladas están lo suficientemente cerca de lo que realmente sucede en el cerebro.
“Este es uno de los primeros ejemplos tangibles de pruebas de drogas en acción en un organoide cerebral”, dice el neurólogo Ranmal Samarasinghe, de UCLA.
“Esperamos que sirva como un trampolín hacia una mejor comprensión de la biología del cerebro humano y las enfermedades cerebrales”.
La investigación ha sido publicada en Neurociencia de la naturaleza.
.