Biología

Estos mini-cerebros podrían generar enormes posibilidades

Estos mini-cerebros podrían generar enormes posibilidades

Aunque suenan como una de las creaciones de Frankenstein, los mini-cerebros son reales. Los mini-cerebros, también conocidos como organoides (yemas de órganos), son haces de células cultivadas en laboratorio. Las estructuras tridimensionales provienen de células madre humanas.

[Fuente de imagen: Flickr / Day Donaldson]

Los científicos usan mini-cerebros para ayudar a estudiar el desarrollo del cerebro, así como para comprender diversas enfermedades, como los trastornos neurológicos. Los investigadores también esperan usar algún día los mini-cerebros para probar medicamentos experimentales; reduciendo así la necesidad de animales de laboratorio.

Actualmente, los científicos están utilizando modelos cerebrales bidimensionales para su investigación. Sin embargo, los modelos bidimensionales no logran replicar la complejidad de los circuitos neuronales necesarios para la investigación.

Los modelos cerebrales tridimensionales, por otro lado, muestran similitudes estructurales y organizativas con los cerebros humanos. Esto brinda a los científicos la rara oportunidad de estudiar el tejido cerebral humano vivo.

Los investigadores esperan que estos mini-cerebros permitan a los científicos ampliar su conocimiento y comprensión del desarrollo del sistema nervioso. Al hacerlo, permitirá a los científicos comprender los mecanismos caracterizados por enfermedades neuropsiquiátricas como el autismo.

Sergiu P. Paşca, codirector del núcleo de células madre del Instituto de Neurociencias de Stanford, dijo: "Uno de los principales problemas para comprender los trastornos mentales es que no podemos acceder directamente al cerebro humano". Afirmó que "estos esferoides se parecen mucho a la arquitectura tridimensional de la corteza y tienen patrones de expresión genética que imitan a los de un cerebro fetal en desarrollo".

Cultivando los Mini-Cerebros

Los investigadores de la Universidad de Standford comenzaron el proceso de crecimiento extrayendo células de la piel de cinco pacientes diferentes. Las células de la piel se transformaron en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que son células madre derivadas de adultos. Estas células pueden convertirse en muchos otros tipos de células que se encuentran en el cuerpo humano.

Primero se permitió que las células crecieran en una monocapa, que es una capa única, de una célula de espesor. Luego se colocaron en un plato especial que evitaba que se pegaran a la superficie. Esto hizo que la célula creciera de manera tridimensional, agregando y creando colonias esféricas. Luego se añadió un cóctel de moléculas que provocó que las células se diferenciaran en células cerebrales inmaduras.

Luego, las células se diferenciaron en neuronas y astrocitos, que son ambos tipos de células que se encuentran en el cerebro. Los astrocitos envuelven las conexiones entre neuronas, también conocidas como sinapsis. Proporcionan a las células apoyo metabólico y regulan la transmisión de señales.

El resultado final fue una bola de células que, cuando se abría en rodajas, parecía una disposición tridimensional que se parecía a la corteza humana. Las pruebas funcionales mostraron que el 80 por ciento de las neuronas en el esferoide disparaban señales tras la estimulación. Además, el 86 por ciento de las neuronas participaron en la actividad de la red y exhibieron una actividad espontánea similar a la del cerebro.

El mini-cerebro todavía está en fase de investigación. Sin embargo, los hallazgos actuales muestran un futuro prometedor para los fármacos terapéuticos. Además, se espera que los mini-cerebros nos ayuden a encontrar más respuestas relacionadas con los cambios bioquímicos y del desarrollo que pueden contribuir a algunos trastornos cerebrales como la epilepsia.

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Escrito por Terry Berman

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