Estos pequeños cerebros pueden impulsar la investigación neurológica, incluida la de tumores cerebrales gracias a la herramienta CRISPR
Científicos neerlandeses desarrollaron los primeros ‘minicerebros’ del mundo en un avance que busca revolucionar la neurociencia. Los órganos tridimensionales que crearon se cultivaron en laboratorio, y fueron modelados a partir de tejido cerebral fetal humano procedente de abortos sanos.
Los organoides, cuyo tamaño es el de un grano de arroz, suponen una nueva forma de reproducir en el laboratorio la biología del tejido tanto sano como enfermo, en un modelo en miniatura que se diseñó para múltiples órganos, entre ellos, también el cerebro.
Este descubrimiento llevó a los científicos a plantearse el uso del miniórgano para modelar el cáncer cerebral y, en concreto, centrarse en cómo se desarrolla en los niños con la esperanza de que conduzca a una cura.
Los ‘cerebroides’
Los cerebroides en 3D se vienen desarrollando a partir de células madre embrionarias o de células de pluripotencialidad inducida, pero un equipo de científicos del Centro Princesa Máxima de Oncología Pediátrica y del Instituto Hubrecht, logró una nueva forma de cultivar este tipo de organoides, directamente a partir de tejido de cerebro fetal humano.
La autora principal del estudio, Delilah Hendriks, valora que “estos nuevos organoides derivados de tejido fetal pueden ofrecer conocimientos novedosos sobre qué da forma a las diferentes regiones del cerebro y qué crea la diversidad celular. Nuestros organoides son una suma importante al campo de organoides cerebrales, que pueden complementar a los existentes elaborados a partir de células madre pluripotentes. Esperamos aprender de ambos modelos para decodificar la complejidad del cerebro humano”.
A pesar de su tamaño, los organoides del tejido exhiben una composición tridimensional compleja, donde hay cabida para diferentes tipos de células del sistema nervioso. En concreto, se registró la presencia de glía radial, célula especializada en el desarrollo de diversas células del sistema nervioso central, hecho que para los científicos prueba la similitud de estos organoides con el cerebro humano.
Además, producían proteínas que forman la matriz extracelular o el andamiaje en el que se colocan las células. Dichas proteínas pueden ser la razón por la que los fragmentos de tejido cerebral se autorganizan en estructuras cerebrales tridimensionales, apostillan los autores del trabajo.
Qué se podrá estudiar con estos modelos
“Los organoides cerebrales del tejido fetal son una nueva herramienta de gran valor para estudiar el desarrollo del cerebro humano. Ahora podemos estudiar más fácilmente cómo se expande el cerebro en desarrollo y observar el papel de los diferentes tipos de células y su entorno”, explicó Benedetta Artegiani, líder del grupo del Centro Princesa Máxima, en un comunicado.
“Nuestro nuevo modelo cerebral derivado de tejidos nos permite comprender mejor cómo el cerebro en desarrollo regula la identidad de las células. También podría ayudar a comprender cómo los errores en ese proceso pueden conducir a enfermedades del desarrollo neurológico como la microcefalia, así como a otras enfermedades que pueden derivarse de un desarrollo descarrilado, incluido el cáncer cerebral infantil”, añade la investigadora.
Dado su particular interés en el cáncer infantil, el equipo investigó su potencial en el modelado del cáncer cerebral empleando la técnica de edición de genes CRISPR-Cas9 para tratar de replicar el comportamiento de un cáncer.
Para ello, los autores introdujeron alteraciones en el conocido gen cancerígeno TP53 en una pequeña cantidad de células de los organoides. Después de tres meses, las células con el TP53 defectuoso habían superado por completo a las células sanas en el organoide, lo que significa que habían adquirido una ventaja de crecimiento, una característica típica de las células cancerosas.
Aunque en una fase muy preliminar, a través de diversos experimentos mostraron el potencial de los organoides para probar ciertos medicamentos con mutaciones genéticas específicas. Los organoides derivados de tejidos lograron aumentar su tamaño en una placa durante más de seis meses y las células cancerosas siguieron mutiplicándose, lo que significa que los científicos pueden realizar experimentos repetidos para mejorar la fiabilidad de sus hallazgos.
Otras opiniones de profesionales
El profesor Jacob Hanna, del Laboratorio de Estudio de Células Pluripotentes y Embriogénesis Ex Utero del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) valora los resultados de esta investigación: “Es importante porque puede ofrecer pistas sobre lo que ocurre en el desarrollo cerebral durante la auténtica formación del cerebro, en lugar de basarse en tejidos derivados de células madre embrionarias”, declaró al servicio de noticias SMC España.
Por su parte, el investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), Lluís Montoliu, pide prudencia: “Los organoides no son equivalentes a los órganos que modelan. Ni en complejidad ni en diversidad de tipos celulares. Por eso deberíamos mantener la cautela a la hora de interpretar los resultados que podamos derivar del uso de organoides en investigación”.