Investigadores de todo el mundo ahora pueden crear organoides corticales cerebrales muy realistas (esencialmente cerebros artificiales en miniatura con redes neuronales funcionales) gracias a un protocolo patentado publicado este mes por investigadores de la Universidad de California en San Diego.
Nuevas Técnicas, publicado en Protocolos de naturaleza, allana el camino para que los científicos realicen investigaciones más avanzadas sobre el autismo, la esquizofrenia y otros trastornos neurológicos en los que la estructura del cerebro suele ser normal, pero la actividad eléctrica está alterada. Esto es según Alison Motry, Ph.D., autora correspondiente y directora del Centro de Investigación Orbital de Células Madre Espaciales Integradas del Instituto de Células Madre Sanford (SSCI) de UC San Diego. SSCI está dirigida por la Dra. Catriona Jamieson, una destacada médica científica en biología de células madre cancerosas cuya investigación explora la cuestión fundamental de cómo el espacio altera la progresión del cáncer.
El nuevo método detallado permite la creación de réplicas en miniatura del cerebro humano que son tan realistas que rivalizan con la “complejidad de la red neuronal del cerebro fetal”, según Motri, de la Facultad de Medicina de UC San Diego. También hay profesores en los departamentos de Pediatría y Medicina Celular y Molecular. Copias de su cerebro ya viajaron a la Estación Espacial Internacional (ISS), donde se estudió su actividad en condiciones de microgravedad.
Otros dos protocolos para crear organoides cerebrales son de acceso público, pero ninguno permite a los investigadores estudiar la actividad eléctrica del cerebro. El método de Muotri, sin embargo, permite a los investigadores estudiar redes neuronales creadas a partir de células madre de pacientes con diversas afecciones del desarrollo neurológico.
“Ahora no es necesario crear diferentes regiones y juntarlas”, dijo Mottery, y agregó que su protocolo implica hacer crecer juntas diferentes partes del cerebro, como la corteza y el mesencéfalo, como se observa naturalmente en los humanos. desarrollo.
“Estoy seguro de que veremos muchos derivados de este protocolo para estudiar diferentes circuitos cerebrales en el futuro”.
Según Muotri, estos “minicerebros” podrían usarse potencialmente para probar medicamentos terapéuticos e incluso terapias genéticas antes de administrarlos a un paciente, así como para probar su eficacia y efectos secundarios.
Los planes para hacerlo ya están en marcha. Mutari y investigadores de la Universidad Federal de Amazonas en Manaus, Amazonas, Brasil, se están asociando para registrar e investigar los tratamientos tribales amazónicos para la enfermedad de Alzheimer, no en modelos de ratones terrestres, sino en el espacio.
Una reciente subvención de Humans in Space, otorgada por Boryong, una empresa líder en inversión en atención médica en Corea del Sur, ayudará a impulsar el proyecto de investigación, que llevará a los científicos desde las profundidades de la selva amazónica hasta el océano. Costa de California y, finalmente, a la Estación Espacial Internacional.
Otras posibilidades de investigación sobre los orgánulos cerebrales incluyen el modelado de enfermedades, la comprensión de la conciencia humana y experimentos espaciales adicionales. En marzo, Muotri, en asociación con la NASA, lanzó al espacio varios organoides cerebrales elaborados a partir de células madre de pacientes con enfermedad de Alzheimer y ELA (esclerosis lateral amiotrófica, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig). La carga útil regresó en mayo y se están revisando los resultados, que eventualmente se publicarán.
Debido a que la microgravedad simula una versión acelerada del envejecimiento de la Tierra, Mootri estudiará la carga útil de la misión de un mes, incluidos los posibles cambios en la producción de proteínas, las vías de señalización, el estrés oxidativo y la epigenética. Deberíamos poder observar los efectos de varios años. de progresión de la enfermedad.
“Esperamos resultados novedosos, cosas que los investigadores no hayan descubierto antes”, afirmó. “Nadie ha enviado todavía un modelo así al espacio”.
Los coautores del estudio incluyen a Michael Q. Fitzgerald, Tiffany Chu, Francesca Pappo, Rebecca Blanche y Shankar Subramaniam, todos de UC San Diego, y Miguel Chillón, de la Universitat Autònoma de Barcelona y de la Institució Catalana de Recerca i Estudis, Avanes. Ambos en Barcelona, España. Blanche también está afiliada a la Universidad Autónoma de Barcelona.
Este trabajo cuenta con el apoyo de las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud R01MH100175, R01NS105969, MH123828, R01NS123642, R01MH127077, R01ES033636, R21MH128827, R01AGDA, R09AG108, R019807, R01HG012351, 1HD109 616, R01MH107367, Instituto de Medicina Regenerativa de California (CIRM) DISC2-13515 y un subvención del Departamento de Defensa de W81XWH2110306.
