Hasta ahora, los científicos no han podido estudiar los organoides cerebrales más allá de unas pocas células. Si bien los organoides son esféricos, las herramientas convencionales para estudiarlos (placas de matriz de microelectrodos, que contienen electrodos para medir la actividad eléctrica) son planas.
Este nuevo microcap, creado por un equipo de la Universidad Johns Hopkins, puede envolver un organoide cerebral, lo que permite a los investigadores tomar grabaciones en 3D de toda su superficie. Esta información más detallada podría ayudarnos a comprender mejor cómo funciona el cerebro. Un uso sería monitorear cómo se comunican las neuronas durante las pruebas de drogas.
Las microcápsulas, descritas en un artículo publicado en Avances de la ciencia hoy en día, son carcasas de polímero transparentes, suaves y flexibles que contienen hilos de oro y almohadillas de contacto. Cuando se colocó en un medio celular, la microcápsula comenzó a hincharse y cerrarse alrededor del organoide, que tenía un tamaño de medio milímetro.
Además de ayudar a los investigadores a monitorear los organoides, la técnica podría presentar una alternativa más económica y ética a las pruebas con animales para garantizar que los productos químicos sean seguros para los humanos y no causen problemas de desarrollo cerebral, dice David Gracias, ingeniero químico y biomolecular de Johns Hopkins. y uno de los autores del estudio.
“Muchas sustancias químicas están implicadas en las enfermedades del cerebro, pero no hay una manera fácil de detectarlas”, dice. “La detección de un químico puede costar más de un millón de dólares debido al costo de los animales, y las preocupaciones éticas también están ahí”.
El proceso, que se inspiró en los microchips, podría crear tapas que se pueden personalizar para que encajen holgadas o más apretadas alrededor de organoides de varios tamaños, lo que significa que podrían medir la actividad eléctrica en organoides en diferentes etapas de desarrollo.
Habiendo demostrado que la tapa funciona para un organoide, el equipo planea ampliar el experimento, creando una línea de ensamblaje de 100 organoides para realizar pruebas en paralelo. Estos podrían conectarse a microchips u otros organoides en el futuro. Sus colegas en ciencias del cerebro también podrían usar los organoides conectados para detectar medicamentos y terapias potenciales para el autismo, el Alzheimer, el Parkinson y otras afecciones cerebrales.
“Muchas personas creen que el cerebro es la última frontera que no hemos entendido”, dice Gracias. “Hemos estado pensando en conectarlos a las computadoras y entre sí; si puedes hacer un minicerebro, es posible que puedas conectarlo a otro. Es muy emocionante.”