Los científicos han desarrollado un organoide único que imita todo el cerebro.

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han desarrollado un organoide cerebral humano único que contiene tejido neural y vasos sanguíneos rudimentarios. Este desarrollo podría representar un gran avance en el estudio de trastornos neuropsiquiátricos como el autismo.

“Hemos creado un organoide de nueva generación”, afirmó la autora principal, Annie Kathuria, profesora adjunta del Departamento de Ingeniería Biomédica de la JHU, quien estudia el desarrollo cerebral y las enfermedades neuropsiquiátricas. “Normalmente, los estudios crean organoides que representan solo una parte del cerebro: la corteza, el rombencéfalo o el mesencéfalo. Logramos desarrollar un organoide rudimentario de todo el cerebro, al que llamamos organoide cerebral multirregional (MRBO)”.

El trabajo, publicado en la revista Advanced Science, es una de las primeras veces que los científicos han creado un organoide que incluye tejido de todas las principales regiones cerebrales interactuando entre sí. Esto es especialmente importante para el estudio de enfermedades que afectan a todo el cerebro, como la esquizofrenia o el autismo. Hasta ahora, estos estudios se han realizado principalmente en modelos animales.

Para desarrollar MRBO, el equipo de Kathuria cultivó primero células neuronales de diferentes partes del cerebro, así como vasos sanguíneos rudimentarios, en placas separadas. Luego, conectaron estas partes mediante proteínas especiales de "pegamento", lo que permitió que los tejidos crecieran juntos y se comunicaran. A medida que el organoide crecía, comenzaron a surgir señales eléctricas que indicaban actividad en la red neuronal.

El organoide creado incluía una amplia gama de células neuronales similares a las del cerebro de un embrión humano en el día 40 de desarrollo. La miniestructura cerebral, creada en laboratorio, logró reproducir aproximadamente el 80 % de los tipos celulares característicos de la etapa temprana del desarrollo cerebral humano.

Aunque el MRBO es significativamente más pequeño que el cerebro real (alrededor de 6-7 millones de neuronas versus decenas de miles de millones en un adulto), proporciona una plataforma única para estudiar el desarrollo del cerebro en su conjunto.

El organoide también mostró una forma temprana de la barrera hematoencefálica, una capa de células que controla el paso de sustancias al cerebro.

“Si queremos comprender los trastornos del neurodesarrollo o las enfermedades psiquiátricas, necesitamos trabajar con células humanas. Pero no puedo simplemente pedirle a alguien que me preste su cerebro para estudiar el autismo”, explica Kathuria. “Los organoides cerebrales completos nos permiten observar la progresión de la enfermedad en tiempo real, probar tratamientos e incluso desarrollar terapias personalizadas”.

Los científicos señalan que el uso de estos organoides para probar nuevos fármacos podría mejorar la eficiencia de los ensayos clínicos. Actualmente, entre el 85 % y el 90 % de los fármacos no superan los ensayos de fase I en humanos, y en el caso de los fármacos neuropsiquiátricos, la tasa de fracaso es aún mayor: hasta el 96 %. Esto se debe a que los modelos animales se utilizan principalmente en las primeras etapas del desarrollo, mientras que el MRBO reproduce mejor el desarrollo del cerebro humano y puede servir como modelo más preciso.

“La esquizofrenia, el autismo y el Alzheimer afectan a todo el cerebro, no solo a regiones específicas”, afirma Kathuria. “Si logramos comprender qué falla en las primeras etapas del desarrollo, podremos encontrar nuevas dianas terapéuticas y desarrollar fármacos. Podemos probar fármacos directamente en estos organoides y evaluar su eficacia antes de que lleguen a los ensayos clínicos en humanos”.