Tendencias21
Pequeños cerebros de laboratorio maduran igual que los humanos

Pequeños cerebros de laboratorio maduran igual que los humanos

Los «mini cerebros» cultivados en laboratorio maduran de manera muy similar a los cerebros de los bebés humanos: se guían por un reloj interno casi idéntico y podrían propiciar importantes avances contra distintas enfermedades.

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad de Stanford ha comprobado que los organoides cerebrales tridimensionales derivados de células madre humanas pueden madurar de una manera sorprendentemente similar al desarrollo natural del cerebro humano.

De acuerdo a una nota de prensa, estos «mini cerebros» cultivados siguen un reloj interno que guía su maduración en sincronía con la línea de tiempo del desarrollo humano. Esto los convierte en un excelente modelo para estudiar enfermedades humanas directamente en el laboratorio.

La investigación, publicada recientemente en la revista Nature Neuroscience, se basa en un extenso análisis genético de organoides que se habían cultivado por períodos de hasta 20 meses en una placa de laboratorio. Según los científicos, se trata del primer estudio en el cual se investigan las reacciones, comportamientos y características de estos mini-cerebros cultivados durante un período de tiempo tan extenso.

Los especialistas destacaron que la investigación permitió concluir que los mini-cerebros progresan en un entorno de laboratorio en paralelo a los fenómenos que ocurren dentro de un organismo vivo. Esta estrecha relación entre ambos procesos incrementa el valor científico y la aplicación práctica de los organoides cerebrales.

Crecimiento y desarrollo en paralelo

Por un lado, existen notables semejanzas en cuanto a los tiempos y ciclos de crecimiento de ambos desarrollos, pero además se han detectado genes específicos que se comportan de una manera ideal en situaciones de laboratorio, abriendo un campo hasta hoy inédito para el estudio de nuevas opciones terapéuticas en múltiples enfermedades directamente en condiciones experimentales.

“Hemos demostrado que estos organoides pueden madurar y reproducir muchos aspectos del desarrollo humano normal, una condición que los convierte en un excelente modelo para estudiar enfermedades humanas desde un plato de laboratorio», indicó el Dr. Daniel Geschwind, uno de los autores principales del estudio. Además, la investigación ha logrado determinar qué aspectos del desarrollo del cerebro humano se modelan con una mayor fidelidad en estos organoides.

En lo que han denominado como un “hallazgo notable”, los científicos demostraron que los organoides alcanzan la madurez posnatal al pasar alrededor de 280 días en cultivo, para luego comenzar a modelar aspectos del cerebro infantil, incluidos los cambios fisiológicos conocidos en la señalización de neurotransmisores.

Los mini-cerebros se crean utilizando células madre pluripotentes inducidas, también conocidas como células iPS. Las mismas se obtienen a partir de células de la piel o de la sangre, las cuales son reprogramadas a un estado similar al que presenta una célula madre embrionaria. Esto hace posible que los científicos puedan crear cualquier tipo de célula a partir de estas estructuras.

Notable avance hacia el futuro

Aunque en los últimos años se ha registrado un gran avance en cuanto al uso de estos pequeños órganos para estudiar posibles soluciones a distintas patologías o trastornos neurológicos, como la epilepsia, el autismo o la esquizofrenia, su utilidad y progreso se han visto obstaculizados porque hasta el momento se entendía que las células que los componen permanecían estancadas en un estado análogo al que puede observarse en la etapa fetal.

Ahora, el nuevo estudio ha demostrado que puede ser posible hacer crecer a las células que componen estos organoides hasta una madurez que permita a los científicos estudiar mejor las enfermedades que aparecen en la edad adulta, principalmente las enfermedades neurodegenerativas. A esto se suma un mayor conocimiento de las bases genéticas de los procesos implicados y de aquellos procesos cerebrales que se replican con una mayor precisión.

Referencia

Long-term maturation of human cortical organoids matches key early postnatal transitions. Daniel H. Geschwind, Sergiu P. Pașca et al. Nature Neuroscience (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-021-00802-y

Foto: Robina Weermeijer en Unsplash.

Pablo Javier Piacente

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

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Revelan el origen de la falla geológica de Seattle, una de las más peligrosas del mundo 15 febrero, 2024
    Los datos magnéticos sugieren que la falla de Seattle, en Estados Unidos, se formó hace 55 millones de años, cuando la mitad sur de una cadena de islas volcánicas en subducción se amontonó sobre el continente y se separó de otra parte de la estructura, "desgarrando" el borde de América del Norte.
    Pablo Javier Piacente
  • Gigantescos "huevos espaciales" podrían ayudarnos a descubrir civilizaciones extraterrestres 15 febrero, 2024
    Un elipsoide SETI es un enfoque geométrico que identifica una región del espacio con forma de huevo, dentro de la cual cualquier civilización inteligente habría logrado observar un evento astronómico significativo, como por ejemplo una supernova, basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a través del espacio. Ahora, un nuevo análisis muestra […]
    Pablo Javier Piacente
  • Nuevo hito en la tecnología cuántica 15 febrero, 2024
    Investigadores alemanes han logrado un avance en la tecnología cuántica al visualizar las posiciones tridimensionales de átomos individuales en un cristal de diamante. Este logro allana el camino para la visualización de moléculas individuales con una precisión atómica, lo que podría revolucionar la investigación y el diseño de materiales y fármacos. Con un poco de […]
    ST/T21
  • ¿Qué pasaría si viajáramos a la velocidad de la luz? 15 febrero, 2024
    La física dice que es imposible, pero soñamos con la posibilidad de viajar a la velocidad de la luz. En ese supuesto, el tiempo se dilataría y se alteraría nuestro campo de visión, pero la fuerza de la aceleración nos destruiría. Sin ayuda alguna, no podemos ir a más de 45 kilómetros por hora.
    Redacción T21
  • Una extraña y antigua megaestructura acecha bajo el mar Báltico 14 febrero, 2024
    En la bahía alemana de Mecklenburg, a 21 metros de profundidad, los científicos han encontrado una antigua megaestructura que data de la Edad de Piedra, concretamente de hace más de 10.000 años. La estructura, que abarca una longitud de casi un kilómetro y está compuesta por piedras de distintos tamaños, desafía toda explicación natural: los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectan por primera vez materia oscura en un cúmulo galáctico 14 febrero, 2024
    La materia oscura identificada, detectada indirectamente en un cúmulo conformado por miles de galaxias, podría ayudar a los científicos a comprobar la existencia de una estructura a gran escala que se extiende por todo el Universo: de esta forma, un "andamiaje" de materia oscura atravesaría todo el cosmos y sería el sostén de innumerables galaxias, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer implante cerebral de Neuralink en un humano está rodeado de misterio 14 febrero, 2024
    Existen dudas sobre si el primer implante cerebral a un humano, anunciado por Elon Musk el 29 de enero, se ha producido realmente, ya que todo está rodeado de falta de transparencia, ausencia de certificación científica, escasos detalles sobre su tecnología, sus métodos y sus resultados.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren un fármaco de animación suspendida que imita la hibernación 14 febrero, 2024
    Descubren un fármaco de "animación suspendida" que imita la hibernación y podría mejorar el trasplante de órganos, asegurar la supervivencia ante lesiones traumáticas y facilitar los viajes espaciales de larga duración.
    Redacción T21
  • La muerte los llama y ellos se juntan 13 febrero, 2024
    Un experimento desarrollado en "granjas de cadáveres" permitió comprobar que la descomposición de cuerpos humanos y de otras especies atrae siempre a las mismas variedades de microorganismos y hongos, sin importar el clima, la estación del año o la ubicación en el globo. Un mejor conocimiento de esta comunidad "universal" de descomponedores permitirá importantes avances […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una corriente oceánica fundamental para el equilibrio climático podría anticipar su colapso 13 febrero, 2024
    Los científicos han descubierto una señal de advertencia clave antes que una corriente crucial del Atlántico colapse y sumerja al hemisferio norte en un verdadero caos climático: la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC) genera una liberación de calor que ayuda a mantener a Europa, y también en parte a América del Norte, más […]
    Pablo Javier Piacente