Científicos de Stanford cultivan tejido cerebral humano en ratones para estudiar trastornos neurológicos

Un grupo de neurocientíficos de la Universidad de Stanford ha desarrollado un método para cultivar tejido cortical humano dentro de ratones genéticamente modificados, superando limitaciones de los organoides tradicionales y abriendo una vía prometedora para investigar enfermedades como el autismo, la epilepsia y la demencia.

El método y los ratones xenocorticales

Los investigadores trasplantaron organoides corticales humanos en crías de ratón poco después del nacimiento, cuando la estructura cerebral básica ya estaba establecida. Los animales, a los que llamaron "ratones apalliales" por la ausencia de gran parte de su propia corteza y hipocampo, fueron diseñados genéticamente para que su corteza y hipocampo no se formaran, lo que permitió que el injerto humano ocupara el espacio disponible.

A los tres meses, el tejido de origen humano ocupó más del 90 % del espacio cortical disponible en el ratón, creando lo que el equipo denominó "ratones xenocorticales", es decir, ratones con tejido cortical de otra especie. A los seis meses, el tejido seguía inmaduro, comparable a una corteza humana de mitad de gestación y sin las capas organizadas de una corteza adulta.

Características del tejido humano cultivado

El injerto formó su propio sistema vascular, mostró actividad eléctrica y estableció conexiones con el sistema nervioso del ratón, incluso con proyecciones que llegaban a la médula espinal. Entre los tipos celulares más destacados se encontraban neuronas extratelencefálicas de la capa 5, responsables de conexiones de largo alcance, y células similares a las neuronas de von Economo, raras en el cerebro humano y nunca detectadas en experimentos previos del mismo equipo. Estas neuronas de von Economo no se habían observado en el trabajo previo del equipo de 2022, en el que trasplantaron organoides a ratas recién nacidas.

Según Pașca, "El punto más importante es que siguen siendo ratones". El neurocientífico Sergiu Pașca, líder del estudio, subrayó que los animales conservan su sistema nervioso, órganos sensoriales y estructuras subcorticales de ratón, mientras que la mayor parte del tejido cortical es de origen humano y forma conexiones funcionales con el resto del organismo.

Implicaciones para la investigación de trastornos neurológicos

Este modelo busca superar la falta de irrigación sanguínea y estímulos sensoriales que limitan a los organoides cultivados en placa. Al integrar tejido humano en un cuerpo vivo, los científicos pueden observar cómo las neuronas humanas maduran, se organizan y responden a estímulos fisiológicos, proporcionando una plataforma más realista para estudiar la neurobiología de enfermedades humanas.

El estudio, publicado en Nature, sugiere que el modelo podría usarse para explorar la base celular del autismo, la epilepsia y diversas formas de demencia, al permitir la manipulación genética y farmacológica del tejido humano dentro de un entorno vivo.

Limitaciones y consideraciones éticas

Las pruebas de comportamiento mostraron que la presencia del tejido humano no incrementó la capacidad cognitiva de los roedores. Según Madeline Lancaster, neurobióloga del desarrollo de la Universidad de Cambridge, el objetivo es disponer de tejido cerebral humano dentro de un organismo realista para comprender la neurobiología y las enfermedades neurológicas humanas.

El experimento abrió interrogantes éticos y fue evaluado por un comité de bioética. Sin embargo, los investigadores destacan que los ratones conservan sus características biológicas de ratón.