Cerebro-en-chip modela desarrollo del cerebro

El modelo Brains-on-a-Chip revela la física del cerebro plegable.

Los cerebros se doblan sobre sí mismos a medida que crecen. Eso es justo lo que hacen.

Cómo y por qué lo hacen es una historia diferente, y estudiarla requiere una ciencia bastante interesante.

Ciencia como cultivar mini-cerebros simples en un chip bajo un microscopio.

Científicos israelíes querían estudiar el plegamiento cerebral desde una perspectiva física.

Sin embargo, el crecimiento de las células cerebrales para estudio puede ser difícil, por lo que se les ocurrió una solución para superar este obstáculo.

“Aquí, presentamos un enfoque en chip, que permite el desarrollo de organoides del cerebro humano hasta el diámetro milimétrico”, escribió el equipo de investigadores dirigido por Orly Reiner del Instituto de Ciencia Weizmann en Israel en el estudio publicado recientemente en Nature Physics.

Los organoides no son órganos en miniatura enteros.

Más bien, son colecciones de células madre que se desarrollan en las células orgánicas específicas.

Los científicos pueden usar organoides para realizar pruebas de laboratorio de cómo los órganos funcionan o reaccionan a tratamientos en el laboratorio.

Pero los organoides no son perfectos.

Los organoides cerebrales a escala milimétrica pueden morir sin acceso a los vasos sanguíneos, y el tejido grueso puede ser difícil de obtener con microscopios, según el documento.

El “chip” puede resolver ese problema.

Es un plato de gel de 150 micrómetros de espesor, cubierto con células madre y luego una cubierta.

Las células comienzan a desarrollarse en dos dimensiones en las células cerebrales, pero solo crecen a lo largo del espacio confinado.

Después de dos semanas, las superficies más externas comenzaron a plegarse hacia adentro, creando contornos y arrugas en la pequeña hoja de células cerebrales, como se observa en el video.
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Básicamente, al limitar el crecimiento a dos dimensiones, los investigadores pudieron observar cómo un conjunto de células madre en desarrollo se convertían en células cerebrales y se plegaban.

¿Por qué se doblan los organoides?

Parece que a medida que las neuronas se desarrollan, sus núcleos celulares migran hacia el extremo exterior.

Cuando esto ocurre, toda la estructura parece pandearse y doblarse hacia adentro.

El fenómeno en el chip parece muy similar al efecto de plegado de los cerebros regulares.

Los cerebros mismos necesitan retirarse, pensamos, para aumentar la superficie: más capacidad de procesamiento cerebral en un espacio más pequeño.

Pero, de nuevo, los organoides no son cerebros, ni siquiera cerebros diminutos.

En los cerebros reales, las células enteras se organizan para formar estructuras mucho más grandes.

“Las diferencias significativas en escala y estructura, sin embargo, pueden limitar las formas en que los organoides se pueden utilizar para estudiar la mecánica del plegamiento cortical”, escribió Larry Taber, investigador en Ingeniería Biomédica de la Universidad de Washington en St. Louis en Nature Physics News.

Pero estos modelos siguen siendo importantes.

Pueden arrojar luz sobre el desarrollo de la forma del cerebro del feto, o algún día ayudar a explicar por qué los animales de la misma especie tienen pliegues cerebrales similares, escribe.

Entonces, puede que no sea un verdadero plegamiento cerebral.

Pero tiene mucho potencial para modelar cerebros.

Los autores escriben: “Nuestro enfoque en chip ofrece un medio para estudiar las propiedades emergentes del desarrollo de organoides, con implicaciones para el cerebro humano embrionario”.

Fuente: Gizmodo