Hacer crecer el cerebro en el laboratorio
Imagina la siguiente transformación. Un trozo de piel del tamaño de un guisante resquebrajado en una sartén con sal y suero. La mezcla fue infectada por el virus, lo que provocó que algunas células se volvieran más pequeñas, más redondas y se agruparan. Se convierten en células madre. Luego se bañaron en otras sales, sueros y factores para convertirlos en neuronas maduras. Las neuronas se dividen y organizan en esferas tridimensionales. Dentro del esferoide, las neuronas están dispuestas en capas como las neuronas en la corteza cerebral. No solo una bola, sino un montón de bolas pequeñas. Cada esfera contiene miles de neuronas, cada neurona tiene una copia de tu ADN. Las neuronas se comunican entre sí a través de impulsos eléctricos. Estas esferas comienzan a organizar estructuras que se parecen mucho a los diferentes lóbulos y subestructuras de su cerebro. Algunas esferas pueden incluso formar una copa óptica, una versión temprana de su retina. Esto podría parecer una forma perversa de clonación humana, un neurocientífico convertido en médico brujo. Pero es real: un sistema modelo de laboratorio emergente que algún día podría ayudar a tratar trastornos neurológicos debilitantes en usted o en un ser querido.
Conocidos como esferoides cerebrales (o cultivos cerebrales tridimensionales u organoides cerebrales), son una creación relativamente reciente.Fueron publicados originalmente en naturaleza En 2013, una de las formas de cultivo de tejidos técnicamente más impresionantes.
¿Qué son las esferas cerebrales? noSin embargo, son tan importantes como su esencia. No son «mini-cerebros». No generan pensamientos y emociones. Sin ninguna entrada sensorial, carecen de una base en el mundo físico. Las esferas cerebrales también son muy pequeñas. Con un diámetro de 4 mm, son mucho más pequeños que los cerebros de los ratones. Son tan pequeños porque un cerebro realmente en desarrollo necesita muchos nutrientes en toda la profundidad de su estructura. Los esferoides cerebrales obtienen nutrientes del suero. Pero sin una red de vasos sanguíneos para llevar el suero a las partes más profundas del esferoide, esas partes morirían de hambre. Adjuntar un sistema circulatorio funcional a las esferas no es factible con la tecnología actual, por lo que parece poco probable en este momento hacer esferas más grandes y desarrolladas.
No obstante, estas esferas cerebrales de 4 mm aún se pueden usar tal cual, o con algunas modificaciones personalizadas.Un artículo reciente en método natural Esto se ilustra mediante el uso de esferoides cerebrales para estudiar un tipo de célula importante en el cerebro llamado oligodendrocitos y enfermedades raras asociadas con su disfunción. Los oligodendrocitos forman una vaina grasa llamada mielina que aísla los axones, las largas protuberancias que usan las neuronas para comunicarse con otras neuronas. Piense en el aislamiento de goma alrededor de los cables de cobre. La información electrónica que viaja a lo largo de los axones requiere mielina para mantener la carga y transmitir información rápidamente. Al agregar algunos pasos al enfoque estándar del esferoide cerebral, los autores crearon esferoides que contienen neuronas y oligodendrocitos que envuelven los axones neuronales, al igual que en el cerebro.
Estos esferoides, llamados esferoides oligocorticales, están más cerca de un verdadero cerebro en desarrollo. Pero lo que es más importante, los autores muestran que los esferoides oligodendrocorticales se pueden utilizar para estudiar enfermedades que afectan el desarrollo y la mielinización de los oligodendrocitos. Primero, los autores trataron sus esferoides oligodendrocorticales con dos fármacos «pro-mielinizantes» aprobados por la FDA y vieron un desarrollo acelerado de oligodendrocitos y mielinización en los esferoides. A continuación, crearon nuevos esferoides con células madre con la mutación genética que se encuentra en la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher, un trastorno genético raro que provoca una mielinización insuficiente durante el desarrollo. El pronóstico de la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher es malo y el tratamiento actual es solo paliativo. Los autores muestran que los esferoides que portan la mutación carecen de formación de mielina, imitando la patología de Pelizaeus-Merzbacher. En particular, un fármaco aún por aprobar mejoró la mielinización en uno de los esferoides que imitan la enfermedad.
El hallazgo es una buena noticia para las familias que apoyan a sus seres queridos con la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher. Pero la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher es rara y afecta a 1 de cada 200 000 a 1 de cada 500 000 personas. Aún así, en su conjunto, las enfermedades raras no son infrecuentes. La herencia mendeliana en línea en el hombre (OMIM), una compilación de perfiles y estadísticas de enfermedades genéticas, tiene entradas para 3486 trastornos neurológicos hereditarios. La mayoría de estas enfermedades afectan a un pequeño número de pacientes a nivel mundial. Los números pequeños hacen que sea casi imposible coordinar los ensayos clínicos. Para complicar las cosas, las enfermedades raras como la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher causan una variedad de síntomas y gravedad, con diferentes necesidades de tratamiento. Otro enfoque es que los proveedores de atención médica prueben el fármaco o la combinación de fármacos en las esferas cerebrales individuales de los pacientes, que están hechas de sus propias células cutáneas.
Sin embargo, la tecnología no aparecerá en las clínicas de neurología en el corto plazo. En oncología, que ha superado a la neurociencia en el desarrollo de modelos de organoides, aún faltan años para la implementación de organoides personalizados en la práctica clínica. Además, es necesario adaptar diferentes tipos de esferoides para diferentes procesos patológicos, como los esferoides oligocorticales para la enfermedad de Pelizaeus-Merzbacher. Usar el propio tejido cultivado de un paciente para personalizar su proceso de tratamiento no es una propuesta nueva. Pero las esferas cerebrales hacen que un nuevo tipo de medicina personalizada se sienta más cerca de realizarse en neurología.
