Tendencias21
Organoides cerebrales desarrollan “ojos” de forma espontánea

Organoides cerebrales desarrollan “ojos” de forma espontánea

Organoides cerebrales creados a partir de células madre pluripotentes son capaces de generar en forma espontánea estructuras sensoriales primitivas que son sensibles a la luz. Son “copas ópticas” que albergan tipos de células similares a las que se encuentran en el cuerpo humano.

Un nuevo estudio desarrollado por investigadores del Hospital Universitario de Düsseldorf, en Alemania, ha comprobado que los organoides cerebrales tienen la capacidad intrínseca de autoorganizar estructuras sensoriales primitivas que responden a la luz: son vesículas ópticas, que crecen progresivamente como estructuras similares a «ojos» y que incluyen gran parte de las células y otros componentes característicos del sistema visual.

Estos organoides o mini-cerebros de laboratorio pueden ayudar a estudiar las interacciones cerebro-ojo durante el desarrollo del embrión, modelar los trastornos congénitos de la retina y generar tipos de células retinianas específicas, según una nota de prensa. La investigación ha sido publicada recientemente en la revista Cell Stem Cell.

Integración con el cerebro

Las células madre pluripotentes inducidas (iPS, según sus siglas en inglés) son un tipo de células madre con condiciones pluripotenciales, o sea capaces de producir la mayoría de los tejidos presentes en el cuerpo humano, que se derivan artificialmente de una célula que en principio no era pluripotencial. Esto se logra a partir de procesos de reprogramación genética de células adultas, en los cuales se utiliza la transferencia de genes exógenos.

Anteriormente, la producción de copas o vesículas ópticas a partir de células madre pluripotentes se enfocaba en generar la retina pura. En consecuencia, hasta el momento las copas ópticas y otras estructuras retinianas tridimensionales no habían logrado integrarse funcionalmente en los organoides cerebrales o mini-cerebros. Aquí radica el gran avance del nuevo estudio, que hará posible profundizar en el análisis de las interacciones entre el cerebro y el sistema visual.

Casi como ojos desarrollados

Los investigadores generaron para su estudio un total de 314 organoides cerebrales, de los cuales el 72% formaron copas ópticas: esto demuestra que el método es reproducible y eficiente. Las estructuras contenían diversos tipos de células de la retina, conformando redes neuronales con actividad eléctrica y capaces de responder a la luz.

Estos organoides con copas ópticas también desarrollaron lentes, tejido corneal y conectividad retiniana con regiones cerebrales, un aspecto que nunca antes se había constatado en un sistema in vitro. No es un tema menor, ya que en el cerebro de los mamíferos las fibras nerviosas de las células ganglionares presentes en la retina se extienden para establecer conexiones con sus objetivos cerebrales, integrándose así con el resto del sistema nervioso.

Los organoides o mini-cerebros formaron copas ópticas al pasar 30 días de su creación a partir de células madre pluripotentes inducidas. Las vesículas ópticas maduraron como estructuras visibles en alrededor de 50 días, generándose espontáneamente en forma bilateral y simétrica desde la parte frontal de la estructura que imita al cerebro humano.

Tema relacionado: Pequeños cerebros de laboratorio maduran igual que los humanos.

Tiempos similares

El proceso es similar al que se observa en el desarrollo de la cabeza de un embrión humano, pero no solamente en cuanto a las estructuras visibles o la composición celular, sino también en función de los tiempos de crecimiento: los plazos temporales son paralelos a los registrados en el desarrollo de la retina en el embrión, cuando el proceso sucede en forma natural.

La potencialidad científica de estos organoides cerebrales capaces de desarrollar estructuras ópticas similares a «ojos» es prácticamente infinita. Además de explorar las relaciones entre el cerebro y los mecanismos de la visión, permitirán estudiar patologías propias de la retina o probar fármacos y otras estrategias terapéuticas que se orienten a solucionar enfermedades visuales.

Referencia

Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. Gabriel et al. Cell Stem Cell (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.07.010

Foto: organoide cerebral con copas ópticas: los «ojos» aparecen espontáneamente de acuerdo a plazos similares a los que se registran en el desarrollo de un embrión humano natural. Crédito: Gabriel et al.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Crean células ciborg semivivas que podrían revolucionar la medicina 5 febrero, 2023
    Los científicos han creado en laboratorio, por primera vez, células ciborg semivivas y versátiles utilizando un proceso químico complejo. Son biomateriales obtenidos de células, aunque en realidad no son células vivas ni tampoco material inerte. Podrían ayudar a tratar el cáncer.
    Redacción T21
  • La mayoría de los insectos están excluidos de las áreas protegidas del planeta 4 febrero, 2023
    El 76 por ciento de las especies de insectos evaluadas en todo el mundo no están adecuadamente cubiertas por áreas protegidas. Estas zonas seguras priorizan a los vertebrados, cuyos requisitos de supervivencia son muy diferentes.
    Redacción T21
  • Agujeros en la atmósfera del Sol permitirían predecir el clima espacial 3 febrero, 2023
    Algunos tipos de tormentas geomagnéticas se pueden predecir a partir de las propiedades de los agujeros coronales que arrojan viento solar, según un nuevo estudio. Los agujeros coronales son regiones más frías y oscuras en la atmósfera superior del Sol, desde donde el viento solar fluye a gran velocidad.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren el posible cerebro más antiguo de todos los vertebrados 3 febrero, 2023
    Un fósil de cerebro de pez notablemente detallado y excepcionalmente conservado de 319 millones de años de antigüedad fue descubierto azarosamente por un paleontólogo, mientras escaneaba restos identificados hace 100 años. Se trata del cerebro del pequeño pez Coccocephalus wildi, que disponía de aletas radiadas y es único en su tipo: podría ser un ancestro […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las momias egipcias revelan el secreto de la “vida eterna” 3 febrero, 2023
    Los arqueólogos han descubierto por primera vez cómo los fabricantes de momias egipcias preservaban a sus muertos y qué ingredientes se aplicaban a distintas partes del cuerpo para conseguir que fueran tan duraderas. Usaban sustancias que no solo procedían de Egipto, sino también de la región mediterránea e incluso del África tropical y del sudeste […]
    Redacción T21
  • Los genes de las personas longevas podrían "revivir" corazones ancianos 2 febrero, 2023
    Una nueva investigación concluye que los genes de las personas que viven más de 100 años podrían algún día ayudar a otros a mantener un corazón saludable por más tiempo: estos genes podrían reducir la edad del corazón en una década, revirtiendo la disminución del rendimiento cardíaco en las personas de edad avanzada. 
    Pablo Javier Piacente
  • Una extraña estrella binaria, casi única en la Vía Láctea, es producto de un "error cósmico" 2 febrero, 2023
    Una estrella binaria con una órbita misteriosamente redonda es el centro de un inusual sistema estelar, de cuya variedad solo existen 10 ejemplos en toda la Vía Láctea, según los astrónomos. El sistema CPD-29 2176 probablemente se formó cuando una supernova no explotó con la fuerza esperada, derivando en un evento que los investigadores compararon […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un ordenador analógico y cuántico revoluciona la computación 2 febrero, 2023
    Un ordenador analógico dotado de componentes cuánticos es capaz de superar las limitaciones técnicas de los ordenadores cuánticos y de resolver problemas de física que hasta ahora están fuera de nuestro alcance.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Las mediciones de la velocidad del sonido arrojan dudas sobre el interior de la Tierra 2 febrero, 2023
    Una investigación ha logrado, por primera vez, medir la velocidad del sonido del hierro puro bajo presiones similares a las del límite del núcleo interno de la Tierra: puede que esté enriquecido en silicio y azufre, lo que indicaría que estamos equivocados sobre su composición.
    Redacción T21
  • Los hongos podrían generar una nueva pandemia 1 febrero, 2023
    Una pandemia de hongos es poco probable pero no imposible, según analizaron distintos científicos en referencia a la nueva serie de ciencia-ficción "The Last of Us". Para algunos especialistas, el potencial de aquello que puede surgir y convertirse en un patógeno es enorme. En ese sentido, no sería sorprendente que en el futuro surjan más […]
    Pablo Javier Piacente