Minicerebros creados en laboratorio desarrollan ojos que pueden ver

Último hito en medicina: estos órganos en miniatura han generado ojos rudimentarios completamente funcionales.

Un equipo de científicos del Hospital Universitario de Düsseldorf ha logrado un avance sorprendente en mini órganos cultivados en laboratorio. Usando células madre pluripotentes inducidas (iPSC), los investigadores lograron que los organoides cerebrales desarrollaran estructuras oculares rudimentarias que pueden detectar la luz y enviar señales al resto del cerebro: ojos funcionales.

 


El cerebro, ese órgano inspirador

Ya sabemos que el cerebro humano es uno de los inventos más complejos que podemos encontrar en la naturaleza, por lo que, desentrañar sus misterios es una tarea igualmente dificultosa. De ahí la creación de estas versiones en miniatura en el laboratorio, con objeto de que ayuden en su estudio.


Para esta investigación, los científicos utilizaron células de la piel extraídas de donantes adultos, transformadas en células madre y colocadas en un cultivo que imita el entorno de un cerebro en desarrollo, lo que las anima a formar diferentes células cerebrales. El resultado final es un modelo cerebral tridimensional del tamaño de un guisante que se puede utilizar para estudiar el desarrollo, las enfermedades o los efectos de las drogas. Estos organoides que se pueden observar en una placa de Petri tienen como objeto precisamente mejorar la comprensión de nuestro órgano pensante.


"Nuestro trabajo destaca la notable capacidad de los organoides cerebrales para generar estructuras sensoriales primitivas que son sensibles a la luz y albergan tipos de células similares a las que se encuentran en el cuerpo", dice el autor principal del estudio, Jay Gopalakrishnan, del Hospital Universitario DüSseldorf. "Estos organoides pueden ayudar a estudiar las interacciones cerebro-ojo durante el desarrollo embrionario, modelar los trastornos congénitos de la retina y generar tipos de células retinianas específicas del paciente para realizar pruebas de fármacos personalizadas y terapias de trasplante", aclara el experto, en su estudio recogido en la revista Cell Stem Cell.

Al reprogramar las células de la piel en células madre pluripotentes, que son capaces de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo, los investigadores pueden modificar cuidadosamente el medio nutricional en el que crecen para convertirlas en los tipos de células deseadas; en este caso, usando muestras de cuatro donantes de iPSC, el equipo primero hizo los organoides cerebrales y luego modificó su medio de crecimiento para inducir la formación de copas ópticas. Estas copas en mini cerebros no solo contenían células de la retina, sino que también desarrollaron lentes y tejido corneal y demostraron conexiones con las células cerebrales. Nunca antes se había llegado hasta aquí en un trabajo de laboratorio.

De los 314 organoides cerebrales que hizo el equipo, casi el 73% desarrolló copas ópticas, que se volvieron claramente visibles en apenas 50 días. Por tanto, es reproducible.

"En el cerebro de los mamíferos, las fibras nerviosas de las células ganglionares de la retina se extienden para conectarse con sus objetivos cerebrales, un aspecto que nunca antes se había mostrado en un sistema in vitro", comenta Gopalakrishnan.

En el futuro, los investigadores planean desarrollar estrategias para mantener viables las copas ópticas durante largos períodos de tiempo, utilizándolas para investigar los mecanismos que causan trastornos de la retina.


"Se pueden desarrollar organoides cerebrales que contienen vesículas ópticas que muestran tipos de células neuronales altamente especializadas, allanando el camino para generar organoides personalizados y láminas epiteliales de pigmento retiniano para trasplantes", escribieron los autores.

 

 

Referencia: Elke Gabriel, Walid Albanna, Giovanni Pasquini, Anand Ramani, Natasa Josipovic, Aruljothi Mariappan, Friedrich Schinzel, Celeste M. Karch, Guobin Bao, Marco Gottardo, Ata Alp Suren, Jürgen Hescheler, Kerstin Nagel-Wolfrum, Veronica Persico, Silvio O. Rizzoli, Janine Altmüller, Maria Giovanna Riparbelli, Giuliano Callaini, Olivier Goureau, Argyris Papantonis, Volker Busskamp, Toni Schneider, Jay Gopalakrishnan. Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. Cell Stem Cell, 2021; DOI: 10.1016/j.stem.2021.07.010

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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