Científicos implantan células cerebrales humanas en ratones para estudios psiquiátricos

Un equipo de científicos consiguió implantar cierto tipo de células cerebrales humanas en unas jóvenes ratas para estudiar mejor los trastornos psiquiátricos complejos, como la esquizofrenia, con la perspectiva incluso de probar tratamientos, reveló un estudio publicado el miércoles.

Es muy difícil estudiar las enfermedades psiquiátricas porque los animales no las padecen igual que los humanos, que por su parte no pueden ser los sujetos de experimentos in vivo.

Los científicos practican ya algunos cultivos, en placas de Petri, de tejidos de cerebro humano sacados de células madre. Pero en laboratorio, "las neuronas no alcanzan la talla que tendrían en un verdadero cerebro humano", explica Sergiu Pasca, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento en la universidad norteamericana de Stanford, y principal autor del estudio publicado en Nature.

Asimismo, estos tejidos cultivados fuera del cuerpo humano no permiten estudiar los síntomas que provoca un defecto en su funcionamiento.

Para evitar estas limitaciones, los científicos implantaron estos tejidos de cerebro humano, llamados organoides, en el cerebro de ratas jóvenes. La edad era importante puesto que el cerebro de un animal adulto deja de desarrollarse, lo que habría afectado a la integración de las células humanas.

Al trasplantarlos a un animal joven, "constatamos que los organoides pueden volverse bastante grandes y vascularizados" y pueden entonces estar alimentados por la red sanguínea de la rata, hasta "ocupar alrededor de un tercio del hemisferio del cerebro" del animal, detalla el profesor Pasca.  

Los investigadores pusieron a prueba la buena implantación de los organoides enviando un soplo de aire a los bigotes de la rata, lo que se tradujo por una actividad eléctrica en las neuronas de origen humano, señal de que desempeñaban correctamente su papel de receptor ante un estímulo.

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A continuación quisieron saber si esas neuronas podían transmitir una señal al cuerpo de la rata. Para ello, implantaron unos organoides previamente modificados en laboratorio para que reaccionasen a una luz azul. Después entrenaron a las ratas para beber de una cánula de agua cuando esa luz azul estimulase los organoides a través de un cable conectado a su cerebro. La maniobra resultó eficaz después de dos semanas.

¿Por qué hay un dilema ético alrededor?

El equipo utilizó finalmente su nueva técnica con organoides procedentes de pacientes con una enfermedad genética, el síndrome de Timothy. Observó que en el cerebro de la rata, estos organoides crecían menos rápido y tenían una actividad más reducida que los organoides procedentes de pacientes sanos.

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Esta técnica podría ser utilizada en un futuro para ensayos de nuevos medicamentos, según dos científicos que no participaron en el estudio, pero que comentaron sus conclusiones en Nature.

La técnica "lleva a territorio desconocido nuestra capacidad de estudiar el desarrollo, la evolución y las enfermedades del cerebro humano", escriben Gray Camp, del Instituto suizo Roche para la bioingeniería translacional, y Barbara Treutlein, de la Escuela politécnica de Zurich (ETH).

La técnica revela algunos dilemas éticos, principalmente el de saber hasta qué punto la implantación de tejidos cerebrales humanos en un animal puede cambiar su verdadera naturaleza.

El profesor Pasca descartó ese riesgo para la rata, debido a la gran rapidez con la que se desarrolla su cerebro con respecto al de un humano. Calificó de "barrera natural" el funcionamiento de un córtex de rata, que no tendría tiempo de integrar profundamente las neuronas de origen humano.

En cambio, un barrera semejante podría no existir en otras especies más cercanas al Hombre, según el profesor Pasca, contrario al uso de este método en primates. 

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Destaca el "imperativo moral" de poder estudiar mejor y eventualmente sanar los trastornos psiquiátricos, teniendo en cuenta la proximidad al humano del modelo animal utilizado.

"Los trastornos psiquiátricos humanos son ampliamente propios del ser humano. Por ello deberemos reflexionar prudentemente (...) hasta qué punto queremos trabajar con algunos de estos modelos", según él.