Un grup d'investigadors de la Universitat de Stanford han creat mini cervells creats a partir de cèl·lules humanes, després aquests organoides els han implantat en rates nounades i així aconseguir modificar el seu comportament. Els organoides són diminutes estructures en 3D derivades de cèl·lules mare que imiten la funció dels òrgans i podrien ser clau per a l'estudi de malalties. L'estudi s'ha publicat a la revista Nature, en un article en el qual els autors descriuen que el teixit cerebral derivat de les cèl·lules mare humanes es va poder integrar en el cervell de les rates, influint en la seva conducta. Les troballes d'aquest experiment podrien ajudar a produir models realistes de malalties neuropsiquiàtriques humanes.
El gran avançament que suposa la investigació és que aquests organoides cerebrals creats signifiquen una plataforma prometedora per modelar el desenvolupament i les malalties humanes, tot i que, els organoides creats fora del cos no disposen de la connectivitat que existeix en els organismes de la vida real. Aquesta condició provoca que es restringeixi la seva maduració, i impedeix que s'integri amb altres circuits neuronals que controlen la conducta. Així doncs, la capacitat dels organoides per modelar malalties neuropsiquiàtriques genèticament complexes i definides pel comportament està limitada.
Connexió entre l'activitat de les cèl·lules i la conducta
No és la primera vegada que s'ha intentat aconseguir aquesta fita, en recerques anteriors s'havia intentat implantar organoides cerebrals humans en cervells de rates adultes, però no van madurar amb èxit. Sergiu Pascua, de la Universitat de Stanford, i el seu equip van traslladar organoides de cervell humà a l'escorça somatosensorial de cervells de rates nounades, l'àrea responsable de rebre i processar informació sensorial, com el tacte, de tot el cos. Segons s'explica a la revista, els investigadors van descobrir que els organoides van madurar, es van integrar parcialment en els circuits neuronals i van demostrar la seva funcionalitat en els cervells dels rosegadors. Així es van establir vincles entre l'activitat de les cèl·lules humanes i el comportament que les rates havien adquirit, demostrant que les neurones trasplantades modulaven l'activitat neuronal de les rates i impulsar el comportament d'investigació de recompensa.
A més, un grup de neurones de l'organoide va mostrar activitat quan els investigadors van desviar els bigotis de les rates, la qual cosa indica que les neurones trasplantades poden respondre a l'estimulació sensorial. L'equip, en el qual també van participar científics de l'Escola Politècnica Federal (ETH) de Zuric, va constatar així mateix que en trasplantar cèl·lules derivades de tres pacients amb la síndrome de Timothy, una greu malaltia genètica associada a problemes cardíacs, es manifestaven defectes neuronals específics. Els investigadors asseguren que "aquesta tècnica podria representar un poderós recurs per complementar els estudis de laboratori sobre el desenvolupament i la malaltia del cervell humà".
Avanç molt important
"Un avanç molt important en el camp dels organoides cerebrals", així ho ha assegurat la professora de Recerca ICREA en l'Institut de Bioingeniería de Catalunya, Núria Montserrat. Fins al moment, els organoides de cervell han aportat coneixement fonamental per entendre el desenvolupament embrionari d'aquest òrgan, així com entendre aspectes relacionats amb l'aparició d'algunes patologies. Malgrat això, tots els avenços de la investigació venien limitats per aspectes rellevants, com ara la falta de connectivitat dels circuits neuronals de manera similar a com ocorre en l'òrgan natiu, recorda aquesta científica, que no ha participat en l'estudi.
Per altra banda, indica a Science Media Centre España que "a fi de superar aquestes limitacions, el grup de l'investigador Pașca ha desenvolupat una metodologia que permet trasplantar els mini cervells derivats a partir de cèl·lules humanes sanes i de cèl·lules que capturen la base genètica d'una malaltia congènita rara (síndrome de Timothy)".