No es la primera vez que el cerebro humano se recrea para poder estudiarlo mejor y en mayor profundidad. De hecho, en la actualidad ya existen dos protocolos de acceso público que permiten crear artificialmente distintas partes del mismo, pero con el inconveniente de que impiden estudiar su actividad eléctrica. Por eso, un grupo de investigadores de la Universidad de California, en San Diego, ha desarrollado un método pionero para estudiar redes neuronales creadas a partir de células madre de pacientes con afecciones del neurodesarrollo.
La forma de hacerlo es a través de lo que los investigadores llaman “organoides (estructura tridimensional similar a un órgano diminuto y creada en el laboratorio a partir del cultivo de células tumorales o células madre) corticales cerebrales de gran realismo”, que en esencia son cerebros artificiales en miniatura con redes neuronales operativas. En palabras de la doctora Alysson Muotri, autor del estudio y director del UC San Diego Sanford Stem Cell Institute (SSCI) Integrated Space Stem Cell Orbital Research Center, son estructuras tan realistas que “rivalizan con la complejidad de la red neuronal de un cerebro fetal”.
"Son estructuras tan realistas que rivalizan con la complejidad de la red neuronal de un cerebro fetal”
Esta técnica, destaca el investigador, permite crear un cerebro humano a través de una única pieza y no de varias, como se hacía hasta ahora. “Ya no es necesario crear distintas partes y ensamblarlas juntas. El protocolo permite que diferentes áreas cerebrales, como el córtex y el mesencéfalo, se desarrollen conjuntamente, como se observa de forma natural en el desarrollo humano”, apunta Muotri, quien prevé distintas versiones en el futuro para el estudio de diferentes circuitos cerebrales. “Esperamos hallazgos novedosos, cosas que los investigadores no hayan descubierto antes”, confía el experto de la Universidad de California.
Como indican los autores, el hallazgo, que ha sido publicado en la revista especializada Nature Protocols, va a facilitar a los científicos realizar investigaciones más avanzadas sobre temas como el autismo, la esquizofrenia u otros trastornos neurológicos en los que, aunque la estructura del cerebro no presenta problemas, sí que lo hace su actividad eléctrica, que se encuentra alterada. Por ejemplo, sus “minicerebros” pueden utilizarse para probar la eficacia y efectos secundarios de fármacos “potencialmente terapéuticos” antes de su utilización en pacientes.
"Se pueden utilizar para probar la eficacia y efectos secundarios de fármacos y de terapias génicas"
También, destaca el estudio, se podrían incluso testar terapias génicas, un tipo de tratamiento experimental que utiliza la transferencia de genes a la célula de un paciente con el objetivo de curar una determinada enfermedad. De hecho, Alysson Muotri y su equipo ya están elaborando un plan gracias al cual, a través de una asociación con la Universidad Federal del Amazonas, situada en Manaus, Brasil, van a registrar e investigar remedios tribales amazónicos contra el alzhéimer: “No en modelos de ratón, sino en cerebros humanos enfermos”.
Junto a Michael Q. Fitzgerald, Tiffany Chu, Francesca Puppo, Rebeca Blanch y Shankar Subramaniam, todos ellos de la Universidad de California en San Diego, también ha participado en el estudio un científico español. Se trata de Miguel Chillón, investigador procedente de la Universitat Autònoma de Barcelona y de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats. Los cerebros en miniatura también pueden ayudar a la comprensión de la conciencia humana.
CEREBROS EN EL ESPACIO
La investigación estadounidense ha recibido recientemente una subvención procedente de Boryung- empresa surcoreana que realiza múltiples inversiones sanitarias-, que permitirá su impulso y que abarca múltiples campos… incluido el espacio. Las réplicas cerebrales desarrolladas por los científicos de la Universidad de California viajaron en el mes de marzo a la Estación Espacial Internacional para estudiar su actividad en condiciones de microgravedad, puesto que imita una versión acelerada del envejecimiento natural de las personas en la tierra.
Gracias a la colaboración de la NASA, varias de estas réplicas fabricadas a partir de células madre de pacientes con Alzheimer y ELA viajaron al espacio y su carga útil regresó en mayo. A día de hoy, los resultados están siendo estudiados, y se publicarán próximamente. El equipo de Muotri podrá con ello observar los efectos de varios años de progresión de la enfermedad, incluidos posibles cambios en la producción de proteínas, el estrés oxidativo o la epigenética.