Los científicos admiten que hay un debate ético sobre la reproducción de estos “minicerebros” en el laboratorio (Archivo)
Los científicos admiten que hay un debate ético sobre la reproducción de estos “minicerebros” en el laboratorio (Archivo)

Filadelfia – Xuyu Qian abrió la puerta de una incubadora en la Universidad de Pensilvania para mostrar unas hileras de tubos cilíndricos girando, como si fueran globos de nieve sacudidos. Las esferas pálidas del tamaño de un grano de pimienta era glóbulos que habían crecido en el laboratorio de tejido cerebral humano o, como Qian de vez en cuando se refiere a ello, "minicerebros".

"Minicerebro" es un apodo controversial, aborrecido por algunos científicos que temen que evoque imágenes alarmistas de cerebros en pleno funcionamiento atrapados en incubadoras, mientras que la realidad es que son células que no pueden pensar ni sentir.

Pero el término evoca vívidamente el objetivo ambicioso de esta área de investigación en constante movimiento: imitar la complejidad del cerebro humano e iluminar la biología de la mente humana, una de las cajas negras más oscuras de la ciencia. Los científicos se refieren en artículos de revistas como "organoides cerebrales" y se ajusta al título de "minicerebro".

Hoy en día, los organoides que se asemejan a diferentes regiones del cerebro humano se separan rutinariamente de las células madre en grandes lotes en laboratorios de todo el mundo. Las células madre crecen en esferas con alrededor de un millón de neuronas. En el Día 100, los "minicerebros" de Qian se asemejan a una parte del cerebro prenatal en el segundo trimestre del embarazo.

Tejido que se usará para cultivar “organoides cerebrales” que se asemejan a diferentes regiones del cerebro humano (Jessica Kourkounis/For The Washington Post)
Tejido que se usará para cultivar “organoides cerebrales” que se asemejan a diferentes regiones del cerebro humano (Jessica Kourkounis/For The Washington Post)

"La gente está más preocupada si alcanzan un cierto nivel, si es realmente como un cerebro humano. No estamos allí, estamos muy lejos", apuntó Hongjun Song, que dirige el laboratorio en la Escuela de Medicina Perelman de Penn, donde Qian trabaja. "Pero la pregunta que hacen las personas es: '¿Tienen conciencia?' El mayor problema que tengo hasta ahora es que no sabemos qué es la conciencia, qué es el dolor".

Por el momento, los "minicerebros" están lejos de cualquier cosa que se acerque a la persona moral y la tecnología puede que nunca se acerque. Pero el rápido ritmo de progreso en los organoides ha llevado a científicos y especialistas en ética a convocar una discusión pública que pueda avanzar junto a la investigación.

El cerebro incorpóreo, después de todo, es un tropo antiguo de fascinación cultural e incluso filosofía, que abarca desde el experimento del pensamiento metafísico serio llamado el "cerebro de una cuba" hasta la película de ciencia ficción El hombre con dos cerebros en la que Steve Martin se enamora del cerebro de una mujer encantadora.

"Si, en el ocaso de la vida, el cerebro es lo que examinas para saber si alguien ha muerto, al comienzo de la vida hay un punto en el que puedes decir: 'Mira, ¿el cerebro está al principio de la vida?'", afirmó Insoo Hyun, un bioético en la Universidad Case Western Reserve. "Muchas personas no entienden dónde está la ciencia ahora, y hacia dónde podría ir en el futuro, incluidos, creo, los investigadores".

Los organoides ofrecen una herramienta poderosa para los científicos que estudian los misterios del cerebro, que según algunas estimaciones es el objeto más complejo del mundo. A diferencia del cáncer, que los investigadores pueden estudiar cultivando células cancerosas, el cerebro y sus trastornos han estado fuera de los límites, excepto por el tejido post mortem difícil de obtener que ofrece solo una instantánea.

Hace más de una década, los científicos descubrieron que era posible crear células madre mediante la reprogramación de las células de la piel de una persona. Podrían usar el procedimiento para crear cualquier tipo de célula en el cuerpo y estudiar la biología básica de enfermedades específicas que afectan a las personas, desde el síndrome de Down hasta la diabetes.

Sergiu Pasca, un neurocientífico de la Universidad de Stanford, soñó con ser un estudiante de medicina para comprender las bases biológicas del autismo y la esquizofrenia. Ahora, su laboratorio usa células madre de personas que tienen esas condiciones para desarrollar organoides cerebrales.

"Esto nos da aspectos del desarrollo del cerebro humano que antes eran inaccesibles. La mayoría del trabajo que estamos haciendo en este momento es estudiar realmente la biología oculta del cerebro humano", apuntó Pasca.

Al crear organoides de personas con una enfermedad genética que causa autismo y epilepsia, pudo ver cómo las células cerebrales migran durante el desarrollo temprano.

Pasca y sus colegas vieron claras diferencias: un tipo de neuronas saltó de manera anormal e ineficiente en los organoides de los pacientes, dando a los investigadores una ventana que podría tener consecuencias a largo plazo.

Después de que el virus del Zika se vinculara oficialmente con defectos cerebrales en los bebés, Song y su esposa y colaboradora cercana, Guo-li Ming, enviaron "minicerebros" a sus compañeros, quienes los expusieron al Zika. Vieron que el virus infecta una especie de célula madre llamada progenitor neuronal que genera nuevas células cerebrales, y eso causa estragos.

Ryan Salinas, miembro clínico del laboratorio de Ming, cultiva organoides de pacientes con un cáncer cerebral mortal, con la esperanza de que puedan proporcionar una mejor herramienta para probar la efectividad de los medicamentos.

En la Universidad de California en San Diego, el científico de células madre Alysson Muotri está tratando de "neandertalizar" un organoide cerebral para analizar la base biológica de las habilidades sociales sofisticadas de los humanos modernos. Utilizó la tecnología de modificación de genes para introducir una mutación de los genomas de Neanderthal en una célula madre humana moderna. Los primeros resultados inéditos dan un organoide que, en lugar de ser liso y esférico, es abultado como palomitas de maíz, lo que sugiere que la mutación del gen influye significativamente en el desarrollo cerebral temprano.

Hace cinco años, un debate ético sobre los organoides parecía prematuro para muchos científicos. Los organoides eran emocionantes porque eran similares al cerebro en desarrollo y, sin embargo, eran increíblemente rudimentarios. Estaban constreñidos en lo grandes que podrían llegar antes de que las células en el núcleo comenzaran a morir, porque no estaban cubiertas de vasos sanguíneos ni se le suministraban nutrientes y oxígeno por medio de un corazón latiente. Carecían de tipos de células clave.

Song recordó que una de las cosas asombrosas pero también inquietantes sobre los organoides tempranos era que no estaban destinados a desarrollarse en regiones específicas del cerebro, por lo que fue posible obtener accidentalmente células de la retina.

Ahora, los investigadores están logrando mantener vivos a los organoides por periodos más largos. En una charla, Hyun recordó a un investigador, en tono de broma, que el laboratorio había cantado "Feliz cumpleaños" a un organoide cuando cumplió un año. Algunos investigadores están implantando organoides en cerebros de roedores, donde pueden permanecer con vida por más tiempo y crecer más maduros. Otros están construyendo múltiples organoides que representan diferentes partes del cerebro, como el hipocampo, que está involucrado en la memoria.

Incluso cuando los científicos expresan su escepticismo en que los organoides cerebrales puedan acercarse alguna vez a la capacidad de sentir, son ellos los que requieren una amplia discusión y tal vez más supervisión. ¿Deberían los investigadores asegurarse de que las personas que donan sus células para la investigación de organoides estén informadas de que podrían ser utilizadas para hacer una pequeña réplica de partes de su cerebro? Si los organoides se volvieron lo suficientemente sofisticados, ¿se les debería otorgar mayores protecciones, como las reglas que rigen la investigación con animales? Sin un consenso sobre cómo se vería la conciencia o el dolor en el cerebro, ¿cómo sabrán los científicos cuándo se están acercando al límite?

"Como científico, uno piensa, por supuesto, que en realidad no es un cerebro humano", aseguró Rusty Gage, presidente del Instituto Salk de Estudios Biológicos. "Por otro lado, he estado en esto el tiempo suficiente como para saber que no son solo los hechos, sino la percepción y la forma en que el público lo ve".

A media que los científicos implantan organoides en los animales, creando criaturas mixtas (quimeras) con algunas células del cerebro humano, surgen nuevas preguntas. Hasta ahora, un organoide humano en el cerebro de un ratón constituye solo una pequeña porción del cerebro. Gage ha probado si estos ratones tienen habilidades cognitivas inusuales y no encontraron ninguno.

Pero esas preguntas cambiarán rápidamente si un organoide se implanta alguna vez en el cerebro de un primate. En octubre, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina organizarán un taller centrado en las oportunidades científicas y los desafíos bioéticos que surgen de la alteración de los genes o la creación de quimeras para modelar los trastornos del sistema nervioso en primates no humanos. Un proyecto de política de los Institutos Nacionales de Salud propuso un comité directivo que asesoraría sobre la investigación en la que las células humanas podrían hacer una "contribución sustancial" a los cerebros de los animales, con exclusión de los roedores.

Y hay otras formas no organoides de abordar algunas de las mismas preguntas. Christof Koch, presidente del Instituto Allen para Ciencias del Cerebro, afirmó que cada pocas semanas, los investigadores de su equipo reciben pequeñas muestras de cerebro humano que se extrajo durante la cirugía.

"El cerebro se mantiene vivo, y permanece vivo mucho más tiempo que el cerebro de un ratón", afirmó Koch antes de agregar una advertencia filosófica que, a menudo, surge cuando los investigadores hablan de esta área de investigación. "No sabemos lo que significa mantenerse "vivo": las neuronas individuales permanecen receptivas durante tres o cuatro días".

Para los expertos en ética como Hyun, el objetivo de analizar la investigación en sus primeras etapas es evitar que se repita la controversia que rodeó la clonación de la "oveja Dolly". El público se sintió sorprendido por la clonación, lo que desencadenó una discusión ética en 1997.

"Recuerdo que en los primeros días yo decía: 'Oh, no hay nada de qué preocuparse. Estas son simples células y el nivel de actividad es bastante inmaduro'", aseguró Muotri. "Ahora, estás haciendo esta pregunta hoy, y tenemos una imagen muy diferente".