Los implantes neurales en ratas allanan el camino para el tratamiento del daño cerebral

Los implantes neurales en ratas allanan el camino para el tratamiento del daño cerebral

Investigadores estadounidenses han demostrado que el tejido cerebral implantado en ratas adultas puede integrarse con las propias neuronas de los animales, lo que aumenta la posibilidad de que los trasplantes de cerebro puedan reparar el daño causado por una lesión o enfermedad en la cabeza.

«El tejido neural tiene el potencial de reconstruir áreas del cerebro lesionado», dijo Isaac Chen, líder del estudio en la Universidad de Pensilvania, y agregó que los implantes ayudaron a las ratas a reconocer patrones de luz en la corteza visual. «Es un primer paso muy sólido».

El equipo de Penn convirtió células madre humanas en organoides cerebrales, estructuras neuronales de unos pocos milímetros de diámetro con muchas características de cerebros reales, que se han convertido en una de las áreas de investigación más candentes de la neurociencia.

Los organoides se trasplantaron a los cerebros de ratas cuya propia corteza visual, el área que procesa la información visual de los ojos, se había eliminado parcialmente. En tres meses, los organoides humanos se integraron con éxito en el cerebro de la rata, compartiendo su suministro de sangre, aumentando en tamaño y número, y formando conexiones con las neuronas huésped. Los investigadores habían suprimido el sistema inmunológico de los animales para evitar el rechazo del tejido humano.

Los detalles del experimento han sido publicado jueves en la revista Cell Stem Cell. Los próximos pasos en el programa de investigación de Penn investigarán la capacidad de los organoides para crecer en otras áreas del cerebro adulto además de la corteza visual.

“También queremos comprender los factores que guían el proceso de integración, de modo que podamos ajustar la composición del organoide y los aspectos del cerebro huésped para que se integren mejor”, dijo Chen.

La fluorescencia verde muestra un organoide humano implantado creciendo en el cerebro de una rata © Dennis Jgamadze UPenn

Las técnicas de rastreo fluorescente utilizadas en el experimento mostraron conexiones neuronales continuas entre las retinas de las ratas y el organoide. Luego, las sondas en miniatura midieron la actividad de las neuronas humanas individuales cuando los animales fueron expuestos a luces intermitentes y patrones de barras blancas y negras alternas.

«Vimos que una buena cantidad de neuronas dentro del organoide respondieron a orientaciones específicas de la luz, lo que nos da evidencia de que estas neuronas organoides no solo pudieron integrarse en el sistema visual, sino que ‘fueron capaces de asumir funciones muy específicas de la corteza visual’, dijo Chen.

Los investigadores se sorprendieron por la rápida integración neuronal dentro del cerebro adulto, lo que es alentador para posibles procedimientos médicos, como el tratamiento de daños por accidentes cerebrovasculares o lesiones graves en la cabeza. En estudios anteriores, la integración rápida y exitosa solo se produjo cuando se implantó tejido cerebral humano en roedores recién nacidos, cuyos cerebros en desarrollo proporcionan un entorno bioquímico más propicio para el crecimiento neuronal.

“Nuestro trabajo muestra que el cerebro adulto todavía está [adaptable] suficiente para incorporar nuevas telas”, dijo Chen. “Algún día, podremos aprovechar esto para desarrollar procedimientos para pacientes”.

Un enfoque sería que los médicos tomen células de la piel de un paciente con daño cerebral, las conviertan en células madre con un cóctel bioquímico y luego guíen su desarrollo durante unas pocas semanas en un organoide cerebral. Esto luego se implantaría en el área del cerebro lesionada o dañada.

Pero este proceso llevaría mucho tiempo y sería costoso para los proveedores de atención médica.

«Un enfoque más razonable podría ser el tejido compatible con el paciente, donde hay una biblioteca lista para usar de células madre y tejidos que coinciden con la firma inmune de un paciente para que no se necesiten medicamentos inmunosupresores», dijo Chen.

By Xenia Casares

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