Cultivan fuera del cuerpo circuitos de una región cerebral

Unos neurocientíficos han creado una técnica con la que se pueden observar como nunca antes detalles clave del proceso de autoorganización del centro ejecutivo del cerebro humano durante el crítico período del desarrollo prenatal.

La han usado además para descubrir y corregir experimentalmente, en una placa o caja de Petri, la defectuosa migración celular ocasionada por un trastorno relacionado con el autismo.

El equipo del Dr. Sergiu Pasca, de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha dado un importante paso en el incipiente campo conocido como “enfermedad en placa”, en la que cultivos celulares en caja de Petri representativos del órgano enfermo a estudiar, a modo de versiones miniaturizadas y simplificadas del mismo, crecen y experimentan cambios, asociados a la enfermedad, que se pueden seguir con un nivel de detalle asombroso, el cual resultaría inviable estudiando solo al órgano de gran escala.

En el caso del equipo del Dr. Pasca, el cultivo celular con el que han ensayado su técnica ha sido de neuronas, obtenidas a partir de células cutáneas humanas, fáciles de obtener de cualquier persona.

Estas neuronas se conectan entre sí para formar organoides de cerebro (versiones simplificadas de este o de partes de este).

Aunque diminutos, estos organoides reproducen la circuitería básica que puede revelar secretos neurológicos del cerebro de esa persona, incluso desde etapas tempranas de formación.

A mediados y finales de la gestación, las neuronas migran desde las estructuras cerebrales profundas del feto humano hacia sus lugares designados y se organizan para dar forma al tejido de lo que se convertirá en la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, y allí donde se asientan las funciones mentales de orden superior.

Este proceso de construcción es complejo y especialmente vulnerable ante amenazas genéticas y ambientales que pueden propiciar la aparición de autismo, esquizofrenia y otros trastornos cerebrales relacionados con el desarrollo neurológico.

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En el nuevo estudio, el citado equipo obligó a cultivos celulares tridimensionales a convertirse en organoides que representaban dos regiones específicas del prosencéfalo, y los fusionaron.

Después hicieron un seguimiento de las migraciones neuronales desde un organoide del cerebro profundo hacia uno de la corteza, con gran similitud a lo observado en el desarrollo normal de fetos humanos.

Por primera vez, este nuevo modelo revela el prosencéfalo humano en desarrollo, madurando mediante la construcción de circuitos que equilibran los sistemas cerebrales excitadores e inhibitorios.

Las neuronas de los organoides que se parecen a tejido típico de la región inferior del prosencéfalo pueden verse migrando para crear circuitería de la corteza con neuronas de organoides que se parecen al tejido de la región superior.

Las primeras comunican una ralentización (inhibición) de la actividad neuronal, mientras que las segundas comunican una aceleración (excitación) de esta.

En organoides derivados de células cutáneas de pacientes con el síndrome de Timothy, un trastorno relacionado con el autismo, y de causa genética conocida, Pasca y sus colegas descubrieron un defecto en la migración de las neuronas de los pacientes que causó que se movieran más frecuentemente pero de forma menos eficiente, y de manera experimental lo revirtieron en la placa con un fármaco.

Fuente: Noticias de la Ciencia