Un cerebro creado en un laboratorio desarrolla sus propios ojos

Un increíble descubrimiento científico ha causado sensación en las últimas horas. Un laboratorio que desarrolló de forma artificial un cerebro ha visto como este organoide ha desarrollado sus propios ojos.

Los organoides son diminutas estructuras en 3D derivadas de células madre que imitan la función de los órganos. Pero no ha sido hasta ahora que se ha constatado que éstos, al menos los cerebrales, son capaces de desarrollar copas ópticas, que dan lugar a la retina, sensibles a la luz.

Resultados

Los autores de esta investigación, publicada en la revista Cell Stem Cell, señalan que estos miniórganos de laboratorio pueden ayudar a estudiar las interacciones entre el cerebro y el ojo durante el desarrollo embrionario. Asimismo, apuntan a que podrían contribuir a conocer trastornos congénitos de la retina y generar tipos de células específicas de esta membrana para hacer pruebas de medicamentos y terapias de trasplante.

El estudio revela que las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) humanas, que son capaces de dividirse de forma indefinida y convertirse luego en cualquier tipo de célula, pueden usarse para generar organoides cerebrales que contengan una estructura ocular denominada copa óptica.

Valoración de los autores

Tras unas pequeñas alteraciones, los investigadores se dieron cuenta de que los pequeños cerebros que generaron espontáneamente estas copas ópticas bilateralmente simétricas desde la parte frontal de una región parecida al cerebro. Para ellos, esto "demuestra la capacidad intrínseca de autodiseño de las iPSC en un proceso biológico altamente complejo".

Jay Gopalakrishnan, del Hospital Universitario de Düsseldorf (Alemania), señala que este trabajo pone de relieve "la notable capacidad de los organoides cerebrales para generar estructuras sensoriales primitivas que son sensibles a la luz y que albergan tipos de células similares a las que se encuentran en el cuerpo".

Potencialidad del 3D

Estos resultados implican que muchos aspectos del desarrollo y las enfermedades del cerebro humano pueden estudiarse utilizando estos órganos cerebrales en 3D derivados de células madre pluripotentes, que ni sólo podrían desarrollar ojos sino que pueden dar lugar a todos los tipos de células del organismo.

Hasta ahora, las copas ópticas y otras estructuras de la retina en 3D no se habían integrado funcionalmente en organoides cerebrales. Para lograr esta hazaña, Gopalakrishnan y su equipo modificaron un protocolo que habían desarrollado previamente para convertir las iPSC en tejido neuronal.

Posibilidades de futuro

Con esta pequeña modificación, los minicerebros humanos de laboratorio fueron capaces de formar copas ópticas, que aparecieron a los 30 días y maduraron como estructuras visibles en 50 días. Un período que es similar al del desarrollo de la retina en el embrión humano.

Los autores aseveran que este descubrimiento podría hacer más eficientes ciertos tipos de experimentos de neurobiología del desarrollo, dicen los autores. De hecho, en futuros estudios, planean desarrollar estrategias para mantener las copas ópticas viables durante largos períodos de tiempo, utilizándolas para investigar los mecanismos que causan trastornos de la retina.

Cómo se hizo

En 16 lotes independientes de cuatro donantes de iPSC, los investigadores generaron 314 organoides cerebrales, el 72 % de los cuales formaron copas ópticas, "lo que demuestra que el método es reproducible".

Estas estructuras contenían diversos tipos de células de la retina, que formaban redes neuronales eléctricamente activas que respondían a la luz. Los organoides también contenían tejido del cristalino y de la córnea, y mostraban conectividad retiniana con regiones del cerebro.