En un estudio publicado en la revista Célula Célula Madre el 2 de febrero, los investigadores muestran que los organoides cerebrales, grupos de neuronas cultivadas en laboratorio, pueden integrarse con cerebros de rata y responder a la estimulación visual como luces intermitentes.
Décadas de investigación han demostrado que podemos trasplantar neuronas individuales humanas y de roedores en cerebros de roedores y, más recientemente, se ha demostrado que los organoides del cerebro humano pueden integrarse con cerebros de roedores en desarrollo. Sin embargo, aún no se ha explorado si estos injertos de organoides pueden integrarse funcionalmente con el sistema visual de los cerebros adultos lesionados.
«Nos enfocamos no solo en trasplantar células individuales, sino en trasplantar tejido», dice el autor principal H. Isaac Chen, médico y profesor asistente de neurocirugía en la Universidad de Pensilvania. «Los organoides cerebrales tienen una arquitectura; tienen una estructura que se asemeja al cerebro. Pudimos observar neuronas individuales dentro de esta estructura para obtener una comprensión más profunda de la integración de los organoides trasplantados».
Los investigadores cultivaron neuronas derivadas de células madre humanas en el laboratorio durante unos 80 días antes de injertarlas en el cerebro de ratas adultas que habían sufrido lesiones en la corteza visual. En tres meses, los organoides injertados se habían integrado con el cerebro de su huésped: se vascularizaron, crecieron en tamaño y número, enviaron proyecciones neuronales y formaron sinapsis con las neuronas del huésped.
El equipo utilizó virus con etiquetas fluorescentes que saltan a lo largo de las sinapsis, de neurona en neurona, para detectar y rastrear conexiones físicas entre el organoide y las células cerebrales de la rata huésped. «Al inyectar uno de estos marcadores virales en el ojo del animal, pudimos rastrear las conexiones neuronales aguas abajo de la retina», dice Chen. «El rastreador llegó hasta el organoide».
A continuación, los investigadores utilizaron sondas de electrodos para medir la actividad de las neuronas individuales dentro del organoide cuando los animales estaban expuestos a luces intermitentes y 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 con el sistema visual, sino que también pudieron adoptar funciones muy específicas del visual. corteza.»
El equipo se sorprendió por el grado en que los organoides pudieron integrarse en solo tres meses. «No esperábamos ver este grado de integración funcional tan pronto», dice Chen. «Ha habido otros estudios que analizan el trasplante de células individuales que muestran que incluso 9 o 10 meses después de trasplantar neuronas humanas a un roedor, todavía no están completamente maduras».
«Los tejidos neurales tienen el potencial de reconstruir áreas del cerebro lesionado», dice Chen. «No hemos resuelto todo, pero este es un primer paso muy sólido. Ahora, queremos entender cómo se pueden usar los organoides en otras áreas de la corteza, no solo en la corteza visual, y queremos entender las reglas que guiar cómo las neuronas organoides se integran con el cerebro para que podamos controlar mejor ese proceso y hacer que suceda más rápido».
