Tejido cerebral humano cultivado en laboratorio funciona en ratas

los pequeños puntos de tejido cerebral humano cultivado en laboratorio eran meras gotas, cada una de unos pocos milímetros de diámetro. Los investigadores de la Universidad de Stanford los crearon cultivando células madre humanas en masas tridimensionales de tejido. Estas estructuras simplificadas, llamadas organoides cerebrales, contienen algunas de las células y propiedades de un cerebro humano real, y ofrecen información sobre el desarrollo y las condiciones neurológicas.

Pero no son tan complejos como los reales, por lo que para mejorar su realismo, los investigadores en otros lugares han intentado trasplantar organoides humanos en cerebros de roedores. En experimentos anteriores, estas células no lograron integrarse en los cerebros de los animales. Esta vez funcionó: los orgánulos formaron conexiones con los propios circuitos cerebrales de los animales, una señal de que estos conjuntos de células pueden desarrollar características más complejas.

El equipo de Stanford trasplantó estos grupos de células humanas en la corteza somatosensorial de ratas recién nacidas, el área que procesa la información sensorial, como el tacto, de todo el cuerpo.Durante varios meses, los organoides crecieron hasta ocupar aproximadamente un tercio de los hemisferios. de los cerebros de ratas El estudio fue publicado hoy en la revista Naturaleza"Esto definitivamente impulsa lo que pueden hacer los organoides en términos de su integración funcional en el cerebro", dijo H. Isaac Chen, profesor asistente de neurocirugía en la Universidad de Pensilvania que no participó en el estudio.

Chen y otros han probado previamente experimentos similares en roedores adultos, pero estos organoides trasplantados no maduraron con éxito.En el último experimento, los científicos de Stanford trasplantaron los organoides temprano en el desarrollo, cuando los circuitos neuronales de las ratas jóvenes no estaban completamente formados. El cerebro adulto es mucho menos plástico, lo que significa que no es capaz de cambiar y formar nuevas conexiones tan fácilmente."El sistema nervioso tiene una forma de detener el desarrollo", dijo Sergio Pasca, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento en Stanford y la correspondiente autor sobre el estudio, en una rueda de prensa antes de la publicación del artículo. "Entramos e hicimos un trasplante antes de que la capacidad de las células para formar conexiones se detuviera".

A diferencia de estudios previos, Pasca y sus colegas encontraron que las neuronas humanas trasplantadas desarrollaron fibras nerviosas que se extendían al tejido cerebral de rata y formaban uniones, llamadas sinapsis, entre las neuronas de rata.Estas conexiones no existían en los organoides cerebrales cultivados en placa, una de las principales limitación que llevó a los científicos a trasplantar organoides en animales vivos.

"Sabemos que el cerebro se desarrolla y funciona al recibir actividad de redes endógenas o del mundo exterior a través de la estimulación sensorial del tejido", dijo Paola Arlotta, profesora de células madre y biología regenerativa en la Universidad de Harvard, que no participó en el estudio. Stanford En el cerebro real, la estimulación sensorial es vital para formar vías neuronales y promover el desarrollo normal.

Los organoides no solo crecieron y se integraron en el tejido, sino que también revelaron características nunca antes vistas en organoides cultivados en un plato.Los investigadores de Stanford cultivaron algunos de sus organoides a partir de células extraídas de pacientes con síndrome de Timothy, una enfermedad genética grave que a menudo causa el mismo tipo de retraso en el desarrollo neurológico observado en el autismo. Cuando se trasplantaron a ratas, los organoides desarrollaron dendritas anormales, las ramas en forma de árbol que se extienden desde las neuronas y les permiten comunicarse con otras células. Estos defectos no se observaron en experimentos organoides anteriores sin causar animales.

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