El cerebro humano es una de las estructuras más complejas del Universo. Y aún así, científicos lograron crear en laboratorio uno en miniatura. La hazaña podría transformar el conocimiento que se tiene de enfermedades neurológicas.
La estructura, del tamaño de un guisante, alcanzó el mismo nivel de desarrollo de un feto de nueve semanas de gestación, pero es incapaz de desarrollar pensamiento.
Minicerebro
La estructura del tamaño de un guisante alcanzó el mismo nivel de desarrollo del cerebro de un feto de nueve semanas.
El estudio publicado en Nature ya se está usando para obtener información sobre enfermedades raras.
Los neurocientíficos han descrito el hallazgo como sorprendente y fascinante.
Científicos del Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de las Ciencias Austríacas han reproducido en laboratorio algunas de las etapas más tempranas del desarrollo del órgano.
Baño de cerebro
"Lo que queremos es avanzar hacia enfermedades más comunes como la esquizofrenia o el autismo. Estas se manifiestan típicamente en adultos, pero se ha demostrado que los defectos subyacentes ocurren durante la etapa de desarrollo del cerebro"
Juergen Knoblich, coautor del estudio
Para producir el neuroectodermo, la parte de un embrión que se convierte en cerebro y médula espinal, utilizaron tanto células madre embrionarias como células de la piel de un adulto.
Esto fue colocado en minúsculas gotas de gel que ofrecieron un soporte donde el tejido pudo crecer y se colocó en un biorreactor giratorio, un baño que suministra nutrientes y oxígeno.
Las células pudieron crecer y organizarse en regiones separadas del cerebro, como el córtex cerebral, la retina y, algo muy raro, un hipocampo prematuro, el cual se cree que está muy involucrado en la memoria del cerebro de un adulto completamente desarrollado.
Los investigadores confían en que están cerca -aunque lejos de la perfección- del desarrollo de un cerebro de un feto de nueve semanas de gestación.
El tejido alcanzó su tamaño máximo, unos 4 milímetros, tras dos meses.
Los "minicerebros" han sobrevivido durante casi un año, pero no han crecido más. No hay suministro de sangre, sólo tejido del cerebro, así que los nutrientes y el oxígeno no pueden penetrar en la estructura del centro del cerebro.
Uno de los investigadores, el doctor Juergen Knoblich, dijo que para lo que son buenos estos organoides es para "modelar el desarrollo del cerebro y estudiar cualquier cosa que ocasione un defecto".
"Lo que queremos es avanzar hacia enfermedades más comunes como la esquizofrenia o el autismo. Estas se manifiestan típicamente en adultos, pero se ha demostrado que los defectos subyacentes ocurren durante la etapa de desarrollo del cerebro".
La técnica también podría ser usada para remplazar a los ratones y ratas en la investigación de fármacos, pues los nuevos tratamientos se podrían probar directamente en tejido cerebral.
"Alucinante"
En el pasado, investigadores han podido reproducir células del cerebro en el laboratorio, pero esto es lo más cerca que cualquier grupo ha llegado a construir un cerebro humano.
Organoide cerebral
Los pigmentos marrones son una retina en desarrollo en el minicerebro.
El logro ha emocionado a la comunidad.
El profesor Paul Matthews, del Imperial College London, le dijo a la BBC que sencillamente piensa que es "alucinante. La idea de que podamos tomar una célula de la piel y convertirla en algo que empieza a parecerse a un cerebro, aunque sea del tamaño de un guisante, y empieza a mostrar algunos de los comportamientos de un cerebro minúsculo, creo que es sencillamente extraordinario".
"Ahora, no está pensando, no se está comunicando entre las áreas de la forma que lo haría un cerebro, pero nos da un inicio real y esto será el tipo de herramienta que nos permita entender muchos de los principales trastornos del cerebro".
El equipo ya ha usado el descubrimiento para investigar una enfermedad llamada microcefalia. Las personas con este trastorno desarrollan un cerebro mucho más pequeño.
Al crear un "minicerebro" a partir de las células de la piel de un paciente con esta enfermedad, el equipo pudo estudiar cuál es el cambio en el desarrollo.
Pudieron darse cuenta que las células estaban demasiado entusiasmadas en convertirse en neuronas y especializarse demasiado pronto. Significó que las células en una etapa temprana no hicieron mucho esfuerzo para alcanzar un número lo suficientemente grande antes de especializarse, lo que afecta el tamaño final, incluso de un "minicerebro" del tamaño de un guisante.
Hasta aquí
Cerebro microcefálico
El estudio se ha usado para estudiar enfermedades raras como la microcefalia.
El equipo en Viena no cree que haya algún problema ético en esta etapa, pero el doctor Knoblich dijo que no quería ver desarrollarse cerebros mucho más grandes, pues sería "indeseable".
Zameel Cader, neurólogo consultor del hospital John Radcliffe en Oxford, dijo que hasta ahora no veía que surgiera algún inconveniente ético. "Está muy lejos de la consciencia, de la percatación o de la respuesta al mundo exterior. Siempre está el espectro de lo que el futuro pueda deparar, pero este es un territorio primitivo".
Por su parte, Martinb Coath, del instituto cognitivo de la Universidad de Plymouth considera que "cualquier técnica que nos dé 'algo como un cerebro' que podamos modificar, trabajar en ello y mirar cómo se desarrolla, sencillamente tiene que ser emocionante".
"Si los autores están en lo correcto, y su 'cerebro embotellado' se desarrolla de una forma que imita el desarrollo del cerebro humano, entonces su potencial para estudiar enfermedades del desarrollo es claro. Pero su aplicación a otro tipos de trastornos no está tan claro, aunque tiene potencial".
"Probar fármacos es algo mucho más problemático", aclara Coath. "La mayoría de los medicamentos que afectan al cerebro actúan en cosas como el estado de ánimo, la percepción, el control del cuerpo, el dolor y en muchas otras cosas. Este tejido como el cerebro no todavía no tiene inconvenientes con estas cosas".
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