Un modelo tridimensional de cerebro humano cultivado en laboratorio podría transformar drásticamente el estudio de enfermedades como el autismo, el Alzheimer y la esquizofrenia. Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han alcanzado un gran avance al desarrollar un organoide cerebral, conocido como MRBO (multi-region brain organoid), que reproduce áreas clave del cerebro humano y las conecta funcionalmente en una estructura miniaturizada.
Este organoide no solo destaca por su tamaño, sino también por su complejidad. Por primera vez se ha logrado integrar regiones como el cerebro anterior, el mesencéfalo y el rombencéfalo, junto con un sistema vascular rudimentario. Este modelo reproduce aproximadamente el 80% de los tipos celulares presentes en el cerebro fetal humano, lo que se confirmó mediante técnicas de secuenciación genética.
Aunque los organoides cerebrales no son una novedad —ya que se utilizan en estudios del desarrollo del sistema nervioso desde hace más de diez años—, los MRBO representan un gran avance al ser capaces de simular múltiples regiones del cerebro humano simultáneamente. Esto es crucial para el estudio de trastornos que afectan no solo una región cerebral, como muchos trastornos del espectro autista o enfermedades neurodegenerativas.
La creación de estos organoides implica la fusión de tres tipos de tejidos derivados de células madre pluripotentes: cerebral, del mesencéfalo y del rombencéfalo, además de tejido endotelial. Este proceso utiliza Matrigel, una matriz extracelular que facilita la integración de los tejidos.
El desarrollo del MRBO comienza con la diferenciación celular dirigida de cada tipo de organoide, seguido por la fusión y un periodo de cultivo de 60 días. Durante este tiempo, se verifica la integración mediante técnicas de secuenciación de ARN, que revelan la presencia de transcripciones genéticas específicas de cada región cerebral. Los organoides muestran actividad eléctrica organizada y patrones de red neuronal, lo que indica un inicio en la conectividad funcional, un aspecto fundamental para investigar la comunicación interregional en el cerebro.
Una de las aportaciones más significativas de este estudio es el papel activo de las células endoteliales en el desarrollo del rombencéfalo. Estas células no solo forman parte de la estructura cerebral, sino que también influyen en la diferenciación de las poblaciones celulares dentro del cerebro. La formación de una barrera hematoencefálica incipiente en los organoides permite además estudiar cómo determinadas moléculas pueden cruzarla, resultando esencial en la investigación de enfermedades como el Alzheimer.
Uno de los aspectos más prometedores de estos desarrollos es su potencial aplicación en medicina de precisión. Se sugiere que los MRBOs, derivados de células madre de pacientes individuales, podrían usarse para estudiar presentaciones específicas de enfermedades, probar tratamientos y anticipar respuestas, lo que podría mejorar la precisión en las fases preclínicas y reducir la alta tasa de fracaso de fármacos en ensayos clínicos, especialmente en trastornos neurológicos.
Sueños como el modelado de enfermedades raras o de aparición temprana, como ciertos tipos de epilepsia, también podrían convertirse en una realidad. Al permitir a los científicos observar la evolución celular en tiempo real, se abrirían nuevas posibilidades para identificar los momentos en que los procesos biológicos se desvían.
El avance en la conectividad eléctrica y la maduración neuronal en los MRBO, evidenciado por el aumento progresivo de la frecuencia de impulsos eléctricos y un mejor comportamiento sináptico, sugiere que estos órganos no sólo imitan la estructura del cerebro en miniatura, sino que también funcionan de manera similar. Sin embargo, los investigadores reconocen que todavía hay limitaciones, ya que los organoides carecen de una vascularización completa y conexiones axonales de largo alcance.
Este desarrollo se posiciona como uno de los enfoques más avanzados para el estudio funcional del cerebro en desarrollo, ofreciendo un futuro prometedor para la investigación cerebral y el tratamiento de trastornos neurológicos.
Gracias por leer Columna Digital, puedes seguirnos en Facebook, Twitter, Instagram o visitar nuestra página oficial. No olvides comentar sobre este articulo directamente en la parte inferior de esta página, tu comentario es muy importante para nuestra área de redacción y nuestros lectores.
