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El equipo de científicos que ha realizado la proeza (de izquierda a derecha): Sarah Fernandes, Daphne Quang, Stephen Johnston, Sarah Parylak, Rusty Gage, Abed AlFattah Mansour, Hao Li. Credit: Salk Institute
Científicos norteamericanos han implantado un mini-cerebro humano en la corteza cerebral de ratones. El implante puede observarse a simple vista como una pequeña tapa transparente que sustituye una parte de su cráneo. Los resultados de esta investigación se publican en Nature Biotechnology.
Es la primera vez que se describe la implantación exitosa de organoides del cerebro humano en otra especie. Los organoides son cultivos de células o tejidos tridimensionales que imitan la estructura y la función de un órgano, en este caso del cerebro humano.
El éxito del implante se debe en parte a que el cerebro del ratón suministra suficiente sangre y otros nutrientes al mini cerebro humano para mantenerlo con vida y desarrollarse durante meses.
La finalidad de este experimento, según se explica en un comunicado del Instituto Salk para Estudios Biológicos, es comprender mejor el desarrollo del cerebro humano y descubrir si estos organoides, en el futuro, podrían sustituir regiones cerebrales dañadas en seres humanos.
Sin embargo, aunque los biólogos ya han tenido éxito en el cultivo de pequeños "organoides" cerebrales basados en células madre en tubos de ensayo con fines de diagnóstico y terapéuticos, estos sistemas aún están lejos de representar la complejidad del cerebro.
Al conseguir implantar el organoide humano en el cerebro de un ratón, estos científicos han dado un paso más para el tratamiento de enfermedades mentales, testar nuevos medicamentos e incluso allanar el camino para el trasplante de poblaciones sanas de células humanas al cerebro de personas con daños neuronales.
Es la primera vez que se describe la implantación exitosa de organoides del cerebro humano en otra especie. Los organoides son cultivos de células o tejidos tridimensionales que imitan la estructura y la función de un órgano, en este caso del cerebro humano.
El éxito del implante se debe en parte a que el cerebro del ratón suministra suficiente sangre y otros nutrientes al mini cerebro humano para mantenerlo con vida y desarrollarse durante meses.
La finalidad de este experimento, según se explica en un comunicado del Instituto Salk para Estudios Biológicos, es comprender mejor el desarrollo del cerebro humano y descubrir si estos organoides, en el futuro, podrían sustituir regiones cerebrales dañadas en seres humanos.
Sin embargo, aunque los biólogos ya han tenido éxito en el cultivo de pequeños "organoides" cerebrales basados en células madre en tubos de ensayo con fines de diagnóstico y terapéuticos, estos sistemas aún están lejos de representar la complejidad del cerebro.
Al conseguir implantar el organoide humano en el cerebro de un ratón, estos científicos han dado un paso más para el tratamiento de enfermedades mentales, testar nuevos medicamentos e incluso allanar el camino para el trasplante de poblaciones sanas de células humanas al cerebro de personas con daños neuronales.
Resultados espectaculares
La implantación de organoides del cerebro humano en el cerebro de un ratón ha tenido resultados espectaculares: alrededor del 80% de los implantes necesitaron 200 experiencias en total. En 12 semanas, estos organoides hicieron germinar neuronas complementarias, incluidas las que se encuentran en regiones específicas de la corteza cerebral humana.
Asimismo, después de 14 días, los organoides habían desarrollado una red prolífera de vasos sanguíneos que transportaban oxígeno y nutrientes, permitiéndoles vivir hasta 233 días. Su estructura y madurez celular eran las de un recién nacido.
Los organoides implantados enviaron asimismo axones, filamentos biológicos encargados de transportar las señales cerebrales de una neurona a otra, a los dos lados del cerebro de los ratones.
Como parte del estudio, el equipo dividió cada organoide por la mitad antes del trasplante y mantuvo una de las mitades en cultivo para poder comparar directamente el beneficio de ambos ambientes. Descubrieron que las mitades cultivadas se llenaban con células agonizantes después de unos pocos meses, mientras que los organoides de los roedores con edades similares estaban sanos.
Lo sorprendente es que los ratones implantados no conseguían ser más inteligentes que sus congéneres. Los científicos lo comprobaron en un experimento: si bien el primer día los ratones implantados cometían menos equivocaciones, al segundo día esta ventaja desaparecía completamente.
La implantación de organoides del cerebro humano en el cerebro de un ratón ha tenido resultados espectaculares: alrededor del 80% de los implantes necesitaron 200 experiencias en total. En 12 semanas, estos organoides hicieron germinar neuronas complementarias, incluidas las que se encuentran en regiones específicas de la corteza cerebral humana.
Asimismo, después de 14 días, los organoides habían desarrollado una red prolífera de vasos sanguíneos que transportaban oxígeno y nutrientes, permitiéndoles vivir hasta 233 días. Su estructura y madurez celular eran las de un recién nacido.
Los organoides implantados enviaron asimismo axones, filamentos biológicos encargados de transportar las señales cerebrales de una neurona a otra, a los dos lados del cerebro de los ratones.
Como parte del estudio, el equipo dividió cada organoide por la mitad antes del trasplante y mantuvo una de las mitades en cultivo para poder comparar directamente el beneficio de ambos ambientes. Descubrieron que las mitades cultivadas se llenaban con células agonizantes después de unos pocos meses, mientras que los organoides de los roedores con edades similares estaban sanos.
Lo sorprendente es que los ratones implantados no conseguían ser más inteligentes que sus congéneres. Los científicos lo comprobaron en un experimento: si bien el primer día los ratones implantados cometían menos equivocaciones, al segundo día esta ventaja desaparecía completamente.
Referencia
An in vivo model of functional and vascularized human brain organoids. Abed AlFatah Mansour et alia. Nature Biotechnology. doi:10.1038/nbt.4127
An in vivo model of functional and vascularized human brain organoids. Abed AlFatah Mansour et alia. Nature Biotechnology. doi:10.1038/nbt.4127
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