Implanten "minicervells" derivats de cèl·lules humanes a rates de laboratori

Científics de la Universitat de Stanford han aconseguit integrar neurones humanes en els rosegadors que semblen estar complint funcions cognitives bàsiques

Organoide humà implantat en el cervell d'una rata de laboratori
Organoide humà implantat en el cervell d'una rata de laboratori / EYFP

Els organoides són diminutes estructures en 3D derivades de cèl·lules mare que imiten la funció dels òrgans i podrien ser clau per a l'estudi de malalties. Ara un grup de científics ha aconseguit implantar aquest teixit cerebral humà en el cervell de rates, salvant importants limitacions prèvies.

La descripció del nou mètode es publica en la revista Nature, en un article en el qual els autors descriuen que el teixit cerebral derivat de cèl·lules mare humanes ha sigut capaç d'integrar-se en el cervell de rates nounades, influint en la seua conducta.

Les troballes podrien millorar la capacitat de produir models realistes de malalties neuropsiquiàtriques humanes.

Els organoides cerebrals representen una plataforma prometedora per a modelar el desenvolupament i les malalties humanes; no obstant això, els organoides cultivats fora del cos manquen de la connectivitat que existeix en els organismes de la vida real. Això restringeix la maduració i impedeix que s'integren amb altres circuits neuronals que controlen la conducta. Limita, per tant, la capacitat dels organoides per a modelar malalties neuropsiquiàtriques genèticament complexes i definides pel comportament.

En investigacions anteriors s'havia intentat implantar organoides cerebrals humans en cervells de rates adultes, però aquestes cèl·lules no van madurar amb èxit.

Ara, Sergiu Pașca, de la Universitat de Stanford a Califòrnia, i el seu equip han trasplantat organoides de cervell humà en l'escorça somatosensorial de cervells de rates nounades, l'àrea responsable de rebre i processar informació sensorial, com el tacte, de tot el cos.

Els científics han descobert que els organoides han madurat, s'han integrat parcialment en els circuits neuronals i han demostrat la seua funcionalitat en els cervells dels rosegadors, segons resumeix la revista.

Aquesta integració ha permés establir vincles entre l'activitat de les cèl·lules humanes i el comportament animal aprés, demostrant que les neurones trasplantades podien modular l'activitat neuronal de les rates i impulsar el comportament de cerca de recompensa.

A més, un grup de neurones de l'organoide va mostrar activitat quan els investigadors van desviar els bigots de les rates, la qual cosa indica que les neurones trasplantades poden respondre a l'estimulació sensorial.

L'equip, en el qual també han participat científics de l'Escola Politècnica Federal (ETH) de Zuric, ha constatat així mateix que en trasplantar cèl·lules derivades de tres pacients amb la síndrome de Timothy —una greu malaltia genètica associada a problemes cardíacs— es posaven de manifest defectes neuronals específics.

Això demostra la capacitat d'aquesta tècnica de trasplantament per a revelar característiques de la malaltia fins ara desconegudes, afirmen els autors.

"Aquesta tècnica podria representar un poderós recurs per a complementar els estudis de laboratori sobre el desenvolupament i la malaltia del cervell humà", suggereixen els científics, que assenyalen que investigacions futures podrien permetre descobrir característiques de la malaltia en cèl·lules derivades de pacients que d'una altra manera serien esquives.

Núria Montserrat, professora d'Investigació ICREA en l'Institut de Bioingeniería de Catalunya, opina que l'estudi representa "un avanç molt important" en el camp dels organoides cerebrals.

Fins ara, els organoides de cervell han aportat coneixement fonamental per a entendre el desenvolupament embrionari d'aquest òrgan, així com entendre aspectes relacionats amb l'aparició d'algunes patologies.

"Si bé l'estudi té implicacions rellevants (...), també posa de manifest que l'aproximació metodològica duta a terme presenta limitacions importants, atés que les diferències entre el sistema nerviós humà i de rata poden donar lloc a interpretacions errònies (tal com apunten els investigadors en les conclusions del seu estudi)".

També et pot interessar