Los científicos han desarrollado diminutos cerebros humanos en el espacio para investigar nuevos tratamientos para el Alzheimer, el Parkinson y las lesiones de la columna.
El entorno de baja gravedad de la Estación Espacial Internacional (ISS) permitió a los investigadores desarrollar organoides cerebrales en sólo 72 horas. Este proceso puede llevar meses en la Tierra.
Los organoides, que son masas de células cultivadas artificialmente que imitan la estructura y función de un órgano humano, permitieron a los investigadores probar un nuevo método para curar enfermedades neurológicas actualmente intratables.
El nuevo y prometedor tratamiento, desarrollado por la empresa de biotecnología Axonis Therapeutics, utiliza un virus reprogramado para administrar una terapia genética beneficiosa a las células del sistema nervioso central (SNC).
Estos virus modificados se denominan vectores virales y podrían ser particularmente útiles para tratar el Alzheimer, el Parkinson y las lesiones de la médula espinal.
Casi 600.000 estadounidenses son diagnosticados con Alzheimer o Parkinson cada año, y anualmente se producen aproximadamente 18.000 nuevas lesiones de la médula espinal en Estados Unidos.
Las pruebas revelaron que el tratamiento de la empresa funcionó en ratones. Pero las terapias genéticas que son efectivas en modelos de roedores a menudo fallan en humanos.
Axionis Therapeutics necesitaba realizar pruebas utilizando un modelo preciso del sistema nervioso central humano, que es lo que los impulsó a intentar cultivar organoides cerebrales humanos en el espacio.
Los científicos de la Estación Espacial Internacional (ISS) han cultivado organoides similares a cerebros en el espacio para investigar nuevos tratamientos para el Alzheimer, el Parkinson y las lesiones de la columna.
Los científicos pueden cultivar células del SNC en la Tierra, pero la gravedad las obliga a organizarse en capas individuales bidimensionales. lo que dificulta el cultivo de la estructura tridimensional y la complejidad de los grupos funcionales de las células cerebrales.
Estos organoides cultivados en el espacio proporcionaron rápidamente un modelo de alta precisión del cerebro humano, lo que permitió a los investigadores de la ISS probar realmente la eficacia del nuevo tratamiento con vector viral.
«Hacer investigaciones en el espacio no es algo en lo que normalmente se pensaría», afirmó Shane Hegarty, cofundador y director científico de Axonis Therapeutics.
«Pero la oportunidad de aprovechar las condiciones de microgravedad puede desbloquear un gran potencial intacto ampliando los límites de la ciencia en un entorno único», añadió en un declaración.
En agosto de 2023, Axonis Therapeutics lanzó viales congelados de su vector viral, neuronas maduras y astrocitos (o células que mantienen las células nerviosas en su lugar y las ayudan a desarrollarse) hacia la ISS a bordo de una misión de reabastecimiento de carga.
Luego, un equipo de investigadores en el laboratorio flotante inyectó estos materiales en una máquina llamada BioCell, que es un sistema especializado de cultivo celular.
Cargaron el vector viral con un gen de proteína fluorescente. Si se infiltrara con éxito en las neuronas e implantara el gen en su interior, brillarían en color verde neón.
En tan solo 72 horas, las células no sólo se habían organizado en organoides tridimensionales del cerebro humano, sino que también brillaban.
El astronauta de la NASA Mike Barratt procesa muestras de organoides cerebrales a bordo de la ISS para un proyecto de investigación diferente realizado este año.
Los investigadores de la ISS utilizaron un sistema de cultivo celular especializado llamado BioCell para hacer crecer los orgánulos cerebrales y probar la eficacia del vector viral.
«El día crucial fue cuando la tripulación estaba haciendo la microscopía y vimos grandes agregados de tejido verde brillante en 3D», dijo la investigadora Sheila Nielsen de BioServe Space Technologies, la organización de investigación que creó BioCell.
«Shane y yo nos enviábamos imágenes de los organoides entre nosotros y estábamos bastante eufóricos porque esto no era algo que hubieran visto nunca en el terreno», añadió en el comunicado.
Los virus son muy eficaces para infectar células e insertar material genético en ellas.
Así es como enferman a sus huéspedes: el material genético insertado daña las células y permite que el virus se reproduzca, provocando una respuesta inmune.
Pero los científicos pueden reprogramar virus para que lleven terapias genéticas beneficiosas a las células, proporcionando un tratamiento específico para enfermedades o lesiones.
Este estudio demostró que el vector viral de Axonis Therapeutics podría administrar terapia génica a las neuronas humanas.
«Fue muy emocionante: pudimos validar la capacidad de orientación de la terapia génica y demostrar que, efectivamente, formamos rápidamente modelos ensamblados en 3D del cerebro humano», afirmó Hegarty.
«El principal avance es que se pueden autoensamblar neuronas y astrocitos maduros rápidamente en un modelo del cerebro en condiciones de microgravedad, algo que no se puede hacer en tierra».
