Cultivan tejido cerebral humano en modelos de ratón para el futuro estudio de enfermedades

Madrid, 16 sep (EFE).- Una nueva forma de cultivar células cerebrales humanas mediante su trasplante en el cerebro de ratones modificados genéticamente abre la puerta a un método para estudiar trastornos cerebrales que surgen antes del nacimiento y el desarrollo de ese órgano con más detalle que hasta ahora.

El avance se presenta en un estudio que publica Nature, que está encabezado por la Universidad de Stanford (EE. UU.).

Los investigadores trasplantaron fragmentos autoorganizados de tejido cerebral humano cultivado en laboratorio, denominados organoides corticales, a ratones especialmente modificados genéticamente.

Esos roedores carecían de casi toda la corteza cerebral, que es la capa más externa del cerebro, a la que se atribuye gran parte de nuestras funciones superiores, como la cognición, el lenguaje, la atención y la toma de decisiones.

Los organoides cerebrales sobrevivieron al procedimiento, el tejido humano creció y desarrolló conexiones funcionales con el cerebro de los ratones y con la médula espinal, reproduciendo algunas características del desarrollo cerebral

Estos modelos animales ofrecen "una oportunidad única para estudiar cómo se manifiestan, en un sistema nervioso intacto, las alteraciones asociadas a la enfermedad en los circuitos cerebrales humanos", según el autor principal del estudio, Sergiu Pasca, de la Universidad Stanford.

Los resultados del estudio pueden servir para generar nuevos modelos animales que permitan acelerar la investigación sobre las causas biológicas subyacentes de enfermedades como la esquizofrenia, la epilepsia, el autismo profundo y la parálisis cerebral.

El investigador explicó en una rueda de prensa virtual el largo proceso de casi 20 años, a través de diversos avances para llegar al modelo que presentan ahora.

El cerebro humano es un órgano "muy complejo y el más inaccesible", así que, "en gran medida, nuestro objetivo ha sido hacer que determinados aspectos del desarrollo y el funcionamiento del cerebro humano sean accesibles a la investigación".

El equipo creó ratones modificados que no podían desarrollar la mayor parte del córtex y el hipocampo, lo que dio lugar a animales que les faltan estas estructuras cerebrales en un 98 %, pero que eran "sorprendentemente funcionales", tanto que no es posible diferenciarlos del resto a simple vista.

Esos ratones 'apaliares' recién nacidos sirvieron como receptores de los organoides corticales humanos, derivados de donantes sanos que habían dado su consentimiento para que sus células se trasplantaran a animales.

 El tejido humano sobrevivió y ocupó la mayor parte del espacio, se diferenció en una amplia variedad de células cerebrales humanas, que se organizaron en circuitos neuronales y formaron estructuras complejas que se asemejan al tejido cortical.

El investigador Ikerbasque Garikoitz Lerma-Usabiaga, del Centro Vasco de Cognición, Cerebro y Lenguaje (BCBL) en San Sebastián, España, analizó la microestructura cerebral mediante resonancia magnética de difusión.

Lerma-Usabiaga explicó a EFE que esa técnica muestra una orientación preferente del tejido en la zona del injerto hacia el cerebro del ratón, lo que sugiere conectividad entre los dos.

 Las pruebas de comportamiento de estos animales con los orgnanoides humanos, que llamaron ratones 'xenocorticales', eran similares a las de sus congéneres normales de la misma edad.

La mayoría de las deficiencias observadas en los ratones 'apaliares' no estaban presentes en los 'xenocorticales', lo que representaba "una gran oportunidad" para abordar cuestiones complejas relacionadas con trastornos psiquiátricos.

El equipo analizó posibles aplicaciones para el estudio de enfermedades y empezaron por exponerlos a situaciones de hipoxia que no afecta a los ratones normales ni a los 'apaliares'.

Sin embargo, causó un daño considerable en su tejido cortical de origen humano, parecían tener dificultades para mantener una marcha estable y conservar el equilibrio, lo que recuerda a lo que se observa en niños con parálisis cerebral.

También descubrieron en el tejido cerebral humano de los ratones neuronas de von Economo (VEN), que hasta ahora solo se habían observado en tejido cerebral post mortem, no se pueden cultivar en laboratorio y parecen ser especialmente vulnerables en la demencia frontotemporal.

Este nuevo modelo, precisó Pasca, "no es un sistema universal", que vaya a sustituir a otros como los de células madre humanas, sino que será útil para una serie de aplicaciones o características que resultan difíciles de reproducir en los otros sistemas.

El investigador hizo además hincapié en la importancia que han dado a los aspectos éticos, para velar por el bienestar de los animales usados y a la hora de "detectar cualquier posible cambio de comportamiento que pudiera resultar problemático".

"A lo largo de varios años de experimentación, -dijo- hemos recibido aportaciones de especialistas en ética, neurobiólogos expertos en biología cortical de primates y humanos, defensores de los pacientes, filósofos y juristas".