Un grupo de científicos concretó el trasplante de tejido cerebral humano cultivado en laboratorio hacia roedores modificados genéticamente, un desarrollo presentado como un progreso relevante para entender el desarrollo del cerebro de las personas. Este estudio, dado a conocer el miércoles en la revista Nature, podría agilizar la investigación sobre los motivos y los mecanismos detrás de afecciones graves como el autismo profundo, la epilepsia, la esquizofrenia y la parálisis cerebral.
El tejido humano implantado logró replicar aspectos centrales del crecimiento cerebral, lo que incluyó el desarrollo de redes neuronales funcionales dentro de ratones alterados para carecer de la mayor parte de su propia corteza cerebral. Los responsables del trabajo destacaron la importancia de este logro debido a que el tejido cerebral humano vivo resulta inaccesible para la investigación por motivos éticos.
"Esto nos da una forma de estudiar el tejido neuronal humano a través de varios niveles, desde genes y tipos de células individuales hasta circuitos y consecuencias funcionales en un animal", señaló el autor principal, Sergiu Pasca, neurocientífico de la Universidad de Stanford. A su vez, el especialista añadió: "Podemos empezar a preguntarnos cómo los cambios genéticos humanos asociados a enfermedades alteran el desarrollo neuronal y los circuitos, y si los posibles tratamientos pueden prevenir o corregir esos cambios".
Para llevar a cabo el procedimiento, los creadores elaboraron organoides tridimensionales en miniatura orientados a reproducir tipos celulares clave de la corteza cerebral, sector encargado de funciones superiores como la cognición, el lenguaje, la atención y la toma de decisiones. Asimismo, reprogramaron células de la piel o de la sangre para transformarlas en células madre con la capacidad de convertirse en prácticamente cualquier tipo celular del organismo, empleando una estrategia genética para frenar el desarrollo normal de la corteza y el hipocampo en los animales.
Pasca explicó que el espacio generado por la ausencia de la corteza propia del ratón permitió colocar los organoides corticales humanos poco después del nacimiento y otorgó lugar para que el tejido creciera de forma amplia. El investigador remarcó que los injertos produjeron una gran diversidad de células corticales y establecieron conexiones funcionales en la totalidad del sistema nervioso del roedor.
Ante posibles confusiones terminológicas, Pasca aclaró que denominaciones como minicerebros o ratones humanizados no reflejan con precisión lo desarrollado. Los autores denominaron al modelo como ratones xenocorticales debido a que el tejido cortical humano incorporado resulta ajeno al animal, aclarando que no replican toda la complejidad del cerebro humano pero sirven como ventana experimental.
Como primera aplicación, los científicos expusieron a los animales a condiciones de privación de oxígeno para simular lesiones perinatales, un factor que en humanos puede derivar en parálisis cerebral o incrementar las chances de autismo y epilepsia. Mientras los ratones comunes resisten dichos niveles, en los ejemplares xenocorticales la falta de oxígeno provocó daños considerables en las células humanas y generó alteraciones en la marcha y la coordinación motora.
Los autores indicaron que los experimentos cumplieron con normativas éticas enfocadas en el bienestar animal, minimizando el sufrimiento y justificando el uso de modelos vivos ante la imposibilidad de obtener la información mediante métodos alternativos. También evaluaron la posibilidad de que la complejidad del tejido neuronal introducido generara propiedades novedosas que exigieran mayores consideraciones éticas.
Al explorar su entorno, los ratones presentaron una apariencia normal, aunque mostraron variaciones en la memoria y déficits en la coordinación motora fina. "También tenemos que evaluar el costo de no hacer este trabajo", concluyó Pasca al recordar que los trastornos neurológicos y psiquiátricos impactan en casi una de cada cinco personas.