Un equipo de investigadores de Stanford University ha desarrollado un modelo experimental que lleva los estudios con tejido cerebral humano un paso más allá: trasplantar organoides derivados de células humanas a ratones preparados genéticamente para albergar ese tejido. El trabajo, publicado en la revista científica Nature, explora una técnica denominada xenocorticación, diseñada para superar algunas de las limitaciones que hasta ahora frenaban este tipo de experimentos. Los científicos buscaban comprobar hasta qué punto las células humanas podían desarrollarse dentro de un cerebro vivo y establecer conexiones con otras regiones del sistema nervioso. El resultado abre una vía para estudiar funciones neurológicas humanas que resultan difíciles de reproducir con los modelos actuales.
Los organoides cerebrales humanos son estructuras tridimensionales cultivadas a partir de células madre que reproducen algunas características del cerebro, pero están lejos de funcionar como un órgano completo. Carecen, entre otras cosas, de buena parte de las conexiones a larga distancia y del entorno biológico que existe dentro de un organismo. Trasplantarlos a ratones permite que las células se integren en un sistema nervioso vivo, aunque existe un obstáculo decisivo: las neuronas humanas maduran mucho más lentamente que las de los roedores. El rápido desarrollo cerebral del ratón acaba limitando así el espacio y las posibilidades de crecimiento del tejido implantado.
Un cerebro preparado para recibir células humanas
Para sortear ese problema, el equipo modificó genéticamente a los animales para impedir el desarrollo de buena parte de las células destinadas a formar regiones como el neocórtex y el hipocampo. Pese a la fuerte reducción del tejido cerebral, los ratones consiguieron sobrevivir mediante cuidados especiales, entre ellos más tiempo de lactancia y una alimentación de alto contenido calórico. Posteriormente, los investigadores colocaron organoides de corteza cerebral humana en el espacio que normalmente habría ocupado el tejido del propio animal. La estrategia permitió que las células trasplantadas dispusieran de mucho más espacio para crecer que en experimentos anteriores.
Algo más del 85% de los animales trasplantados incorporó correctamente el injerto, mientras que las células procedentes del organoide llegaron a representar alrededor del 92% del tejido localizado en la corteza de esos ratones. Los implantes generaron los principales tipos neuronales conocidos en la corteza y algunas células extendieron sus prolongaciones hasta regiones tan alejadas como la médula espinal. También aparecieron episodios de actividad neuronal sincronizada, una señal de que parte de ese tejido era capaz de coordinarse funcionalmente. Aun así, las células humanas no reprodujeron la organización característica de una corteza normal, especialmente su estructura distribuida en capas diferenciadas.
Memoria y movimiento bajo estudio
Las pruebas de comportamiento mostraron que los ratones con tejido cerebral humano no se comportaban como animales normales, pero tampoco como aquellos que habían crecido prácticamente sin corteza. En un laberinto sencillo destinado a evaluar la memoria, los ejemplares sin corteza obtuvieron resultados compatibles con el azar, mientras que los animales trasplantados rindieron por encima de ese nivel, aunque por debajo de los ratones sanos. En las tareas de coordinación motora fina volvió a aparecer un patrón intermedio. Las pruebas de memoria asociativa, por el contrario, no detectaron una mejora clara respecto a los animales sin corteza.
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Los propios resultados obligan a mantener cautela sobre las aplicaciones inmediatas de la xenocorticación para investigar enfermedades neurológicas humanas. El equipo todavía necesita determinar con mayor precisión qué estructuras forman las células implantadas, cómo varían entre individuos y qué funciones concretas explican las mejoras observadas. Sergiu Pașca, director del Stanford Brain Organogenesis Program, aseguró que el proyecto ha estado sometido durante años a supervisión ética y señaló: “Hemos tomado medidas extraordinarias en términos de supervisión ética durante los últimos años“. El bioeticista Arthur Caplan, ajeno al estudio, también considera prometedor el modelo, aunque advierte de que todavía debe demostrarse hasta qué punto estos ratones pueden aportar información fiable sobre trastornos humanos complejos.
Un equipo de investigadores de Stanford University ha desarrollado un modelo experimental que lleva los estudios con tejido cerebral humano un paso más allá: trasplantar organoides derivados de células humanas a ratones preparados genéticamente para albergar ese tejido. El trabajo, publicado en la revista científica Nature, explora una técnica denominada xenocorticación, diseñada para superar algunas de las limitaciones que hasta ahora frenaban este tipo de experimentos. Los científicos buscaban comprobar hasta qué punto las células humanas podían desarrollarse dentro de un cerebro vivo y establecer conexiones con otras regiones del sistema nervioso. El resultado abre una vía para estudiar funciones neurológicas humanas que resultan difíciles de reproducir con los modelos actuales.
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