Investigadores estadounidenses han demostrado que el tejido cerebral implantado en ratas adultas puede integrarse con las propias neuronas de los animales, lo que aumenta la posibilidad de que los trasplantes cerebrales puedan reparar el daño causado por una lesión o enfermedad en la cabeza.
“Los tejidos neurales tienen el potencial de reconstruir áreas del cerebro lesionado”, dijo Isaac Chen, líder del estudio en la Universidad de Pensilvania, y agregó que los implantes ayudaron a las ratas a reconocer patrones de luz en la corteza visual. “Este es un primer paso muy sólido”.
El equipo de Penn convirtió células madre humanas en organoides cerebrales, estructuras neuronales de unos pocos milímetros de ancho con muchas de las características de los cerebros reales, que se han convertido en uno de los campos de investigación más candentes de la neurociencia.
Los organoides se injertaron en el cerebro de ratas cuya propia corteza visual, el área que procesa la información visual de los ojos, se había eliminado parcialmente. En tres meses, los organoides humanos se integraron con éxito en el cerebro de la rata, compartiendo su suministro de sangre, creciendo en tamaño y número y formando conexiones con las neuronas anfitrionas. Los investigadores habían suprimido el sistema inmunológico de los animales para evitar el rechazo de los tejidos humanos.
Los detalles del experimento fueron publicado el jueves en la revista Cell Stem Cell. Las próximas etapas del programa de investigación de Penn investigarán la capacidad de los organoides para crecer en otras áreas del cerebro adulto además de la corteza visual.
“También queremos comprender los factores que guían el proceso de integración, de modo que podamos ajustar la composición del organoide y los aspectos del cerebro huésped para que se integren lo mejor posible”, dijo Chen.
La fluorescencia verde muestra un organoide humano implantado que crece dentro de un cerebro de rata © Dennis Jgamadze UPenn
Las técnicas de trazado fluorescente utilizadas en el experimento mostraron conexiones neuronales continuas desde las retinas de las ratas hasta el organoide. Luego, las sondas en miniatura midieron la actividad de las neuronas humanas individuales cuando los animales fueron expuestos a luces intermitentes y patrones de barras blancas y negras alternas.
“Vimos que una buena cantidad de neuronas dentro del organoide respondieron a orientaciones específicas de la luz, lo que nos da evidencia de que estas neuronas organoides no solo pudieron integrarse con el sistema visual, sino que también pudieron adoptar funciones muy específicas del visual. corteza”, dijo Chen.
Los investigadores se sorprendieron por la rápida integración neuronal dentro del cerebro adulto, lo que es alentador para posibles procedimientos médicos, como el tratamiento del daño causado por accidentes cerebrovasculares o lesiones graves en la cabeza. En estudios anteriores, la integración rápida y exitosa se produjo solo cuando se implantó tejido cerebral humano en roedores recién nacidos, cuyos cerebros en desarrollo proporcionan un entorno bioquímico más propicio para el crecimiento neuronal.
“Nuestro trabajo muestra que el cerebro adulto todavía está [adaptable] suficiente para integrar tejido nuevo”, dijo Chen. “Algún día podremos aprovechar eso para desarrollar procedimientos para pacientes”.
Un enfoque sería que los médicos tomen células de la piel de un paciente con lesión cerebral, las conviertan en células madre con un cóctel bioquímico y luego guíen su desarrollo durante unas pocas semanas en un organoide cerebral. Esto luego se implantaría en el área del cerebro lesionada o dañada.
Pero ese proceso requeriría mucho tiempo y sería costoso para los proveedores de atención médica.
«Un enfoque más razonable podría ser el tejido emparejado con el paciente, donde hay una biblioteca de células madre y tejido listo para usar que coincide con la firma inmune de un paciente para que no se necesiten medicamentos inmunosupresores», dijo Chen.