domingo, 8 de enero de 2023

Acerca de los organoides

 

Quisiera, en esta oportunidad, estimados amigos, referirme a un adelanto concreto en la Biología que, por las profundas implicancias que puede llegar a tener en el futuro, merece una atenta revisión.

Veamos:

A fines del 2021, investigadores de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, informaron que habían lograron producir “minicerebros” que permiten estudiar un trastorno neurológico mortal e intratable que causa parálisis y demencia. Por primera vez se los pudo cultivar durante casi un año (cosa que, hasta ese momento no se había logrado). El objetivo concreto de los minicerebros era la búsqueda de tratamientos para una forma común de la enfermedad de la neurona motora, la esclerosis lateral amiotrófica que a menudo se superpone con la demencia frontotemporal (conocida por las iniciales ELA/FTD). La enfermedad ocurre principalmente después de los 40-45 años y causa síntomas devastadores de debilidad muscular con cambios en la memoria, el comportamiento y la personalidad.

Así son los mini-cerebros que desarrollaron en la Universidad de Cambridge, a partir de células de pacientes con esclerosis lateral amiotrófica que superpone con la demencia frontotemporal (ELA/FTD) / Andras Lakatos/University of Cambridge

El desarrollo de estos pequeños modelos de cerebro similares a órganos -se los llama organoides- permitió a los investigadores comprender lo que sucede en las primeras etapas de la enfermedad, mucho antes de que comiencen a aparecer los síntomas, y detectar posibles fármacos que resulten efectivos.

Ahora bien, los organoides, a menudo denominados “mini órganos”, se utilizan cada vez más para modelar la biología y las enfermedades humanas. ¡Y no solo para simular células nerviosas! Solo en la Universidad de Cambridge, los investigadores los utilizan para reparar hígados dañados, estudiar la infección pulmonar por SARS-CoV-2 y modelar las primeras etapas del embarazo, entre muchas otras áreas de investigación.

Y se preguntarán ustedes cómo se logran estos organoides. Bueno, por lo general, los investigadores toman células de la piel de un paciente y las reprograman a su etapa primitiva de células madre, un momento muy temprano en el desarrollo, en el que son pluripotentes, es decir, tienen el potencial de convertirse en la mayoría de los tipos de células, hepáticas, cerebrales, de la piel, etc. Luego, se las cultiva buscando que imiten elementos particulares de un órgano. Como muchas enfermedades son causadas por defectos en el ADN, esta técnica permite a los investigadores ver cómo los cambios celulares, a menudo asociados con estas mutaciones genéticas, conducen a la enfermedad.

Los científicos del Centro John van Geest para la Reparación del Cerebro de la Universidad de Cambridge, publicaron su investigación en la revista Nature Neuroscience, donde detallaron que utilizaron células madre derivadas de pacientes que padecían ELA/FTD para cultivar organoides cerebrales que son aproximadamente del tamaño de una arveja. Estos se asemejan a partes de la corteza cerebral humana en términos de sus etapas de desarrollo embrionario y fetal, arquitectura 3D, diversidad de tipos de células e interacciones célula-célula.

Como les comenté más arriba, esta no es la primera vez que los científicos cultivaban mini cerebros a partir de pacientes con enfermedades neurodegenerativas, pero la mayoría de los esfuerzos solo habían logrado hacerlo durante un período relativamente corto, lo que representa un espectro limitado de trastornos relacionados con la demencia.

En los hallazgos publicados en Nature Neuroscience, el equipo de Cambridge informó que estos modelos crecieron durante 240 días a partir de células madre que albergan la mutación genética más común en ELA/FTD, lo que no era posible anteriormente, y en un trabajo posterior, el equipo informó que los cultivó durante 340 días.

  Bien, esto fue en 2021. Pero, como era dable esperar, se han producido avances desde entonces.  
 
  El progreso reciente en la tecnología de células madre ha producido organoides corticales humanos, es decir, de aquellos sitios de la corteza cerebral que tienen asignadas funciones, lo que permite un estudio experimental. Este avance de la bioingeniería se muestra prometedor como la próxima generación de modelos de enfermedades, plataformas para la detección de fármacos y medicina personalizada, y prótesis neurales trasplantables para restaurar regiones cerebrales específicas perdidas, degeneradas o dañadas.

De hecho, una reciente investigación experimental, publicada en la revista Nature, reveló que estos organoides del cerebro humano, implantados en la corteza de un ratón, pueden compartir funciones y reaccionar a estímulos de forma similar. Es decir, se integran al cerebro de los roedores en un mix humano-ratón.

 Pongámoslo en blanco y negro: Haciendo uso de estos avances, un equipo de ingenieros y neurocientíficos ha demostrado por primera vez que los organoides cerebrales humanos implantados en ratones han establecido una conectividad funcional con la corteza de los animales y han respondido a estímulos sensoriales externos. 
  Los organoides implantados, reaccionaron a los estímulos visuales de la misma manera que los tejidos circundantes, una observación que los investigadores pudieron hacer en tiempo real durante varios meses gracias a una innovadora configuración experimental.

Los hallazgos en el estudio de los organoides sugieren que estos establecieron conexiones sinápticas con el tejido de la corteza circundante tres semanas después de la implantación y recibieron información funcional del cerebro del ratón.

Los investigadores continuaron con estos experimentos durante once semanas y demostraron la integración funcional y morfológica de los organoides cerebrales humanos implantados, con la corteza de los ratones anfitriones.

Como pueden ver, estimados amigos, esta nueva biotecnología promete maravillas y dispara en nosotros ideas que, por ahora, son solo ciencia ficción como el trasplante de cerebros, o trasplantar un cerebro humano a un gorila, por ejemplo…

¡Ciencia ficción!

¡Ciencia ficción!

¡Por ahora!

Bien, espero que les haya interesado el tema. Les dejo, a continuación, más lectura para ampliarlo.

¡Hasta la próxima!

 Seguir leyendo

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Y ya sobre el final, les traigo, nuevamente, esta noticia: La dirección electrónica desde donde podrán bajar el Boletín de Novedades en la Ciencia y en la Tecnología 156.
 Hela aquí: https://www.dropbox.com/scl/fi/5a6vqk25e1fz8lfwijfc4/CyT-156.docx?dl=0&rlkey=vam0mbyvzc8hnmogg3duscyfl
 Recuerden que, la manera de operar es copiando el enlace y pegándolo en la ranura de direcciones, luego Enter.

  El número 156 del Boletín trae artículos muy interesantes, como:

  CIENCIA DE LOS MATERIALES - Una aleación simple reclama la corona del material más resistente jamás registrado

  OBSTETRICIA - Útero con vista: la granja de bebés EctoLife elimina el embarazo y el parto

  MEDICINA - La leucemia "incurable" de un adolescente se cura con una nueva terapia génica de edición básica

  INTELIGANCIA ARTIFICIAL - ¿Qué sigue para la IA?

  MEDICINA - "Horquillas" hechas de ADN artificial sujetan y matan el cáncer

  AUTOMOTORES - Bertone resurge con un hipercoche de 1.100 CV alimentado con residuos plásticos


...y muchos más. ¡Disfrútenlo!

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