Los científicos han creado cerebros híbridos de humanos y ratas para tratar de comprender mejor enfermedades como el autismo y la epilepsia.
Poner células humanas en cerebros de animales es un área gris moral, debido a los temores de que, como resultado, los animales puedan comenzar a pensar más como humanos.
Pero los científicos argumentan que es la mejor manera de aprender sobre enfermedades neurológicas y psiquiátricas, observando lo que va mal con las células humanas en un cerebro vivo en lugar del laboratorio.
Los científicos de Stanford utilizaron células madre humanas, que pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo, para crear células cerebrales en el laboratorio.
Estas células se conectaron para formar grupos llamados «organoides».
Los investigadores colocaron estos organoides en el cerebro de ratas bebé para que las células crecieran y funcionaran normalmente, y pudieron aprender sobre una enfermedad genética llamada síndrome de Timothy, que causa una forma de autismo y está relacionada con problemas cardíacos graves.
La imagen de arriba muestra un cerebro de rata que ha sido trasplantado con tejido humano (resaltado)
Esto funcionó tan bien que cuando los investigadores les hicieron cosquillas en los bigotes a las ratas, alrededor del 70 por ciento de las células humanas introducidas en los cerebros de las criaturas respondieron a la sensación.
Incluso fue posible controlar el comportamiento de las ratas usando las células cerebrales humanas, que fueron hechas para ser sensibles a la luz.
Cada vez que las ratas bebían agua de un pico para calmar la sed, los científicos usaban luz azul para activar las células humanas en sus cerebros.
Después de dos semanas de esto, solo activar las células cerebrales hizo que las ratas fueran y lamieran el chorro de agua.
La idea de que las ratas con cerebros híbridos pueden controlarse de esta manera puede plantear otras cuestiones éticas.
Pero los investigadores dicen que el avance también ayudará a probar medicamentos para enfermedades cerebrales.
Sergiu Pasca, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento en la Escuela de Medicina de Stanford y autor principal del estudio con ratas, dijo: «Ahora podemos estudiar el desarrollo cerebral saludable, así como los trastornos cerebrales que se sabe que arraigan en el desarrollo con un detalle sin precedentes, sin necesidad de extirpar tejido de un cerebro humano.
«También podemos usar esta nueva plataforma para probar nuevos medicamentos y terapias génicas para trastornos neuropsiquiátricos».
Los investigadores han trazado la línea al poner tejido cerebral humano en primates como chimpancés o macacos, que tienen cerebros más similares a los humanos.
El profesor Pasca dijo que usar primates para investigaciones similares sería «preocupante».
Las ratas, que viven vidas mucho más cortas que los humanos, tienen cerebros que se desarrollan unas 20 veces más rápido que el nuestro, lo que limita el grado en que las células cerebrales humanas pueden integrarse con las de las ratas.
Habría una integración mucho mayor en los primates, según el profesor Pasca, quien dijo: «Creo que primero tenemos que aprovechar la tecnología que hemos desarrollado, ponerla en juego, ver qué nos puede enseñar realmente sobre el desarrollo de la cerebro humano, sobre la evolución, sobre la enfermedad, si podemos usarlo sistemáticamente para probar drogas, y luego ver cuáles son las limitaciones en ese momento y pensar si sería necesaria alguna otra especie.
«En mi opinión, en este momento el trasplante a primates no es algo que haríamos y que recomendaría hacer».
Los científicos cultivaron sus ‘organoides’ durante dos meses en el laboratorio, hasta que comenzaron a parecerse a la corteza cerebral humana.
Luego se trasplantaron a los cerebros de crías de rata que tenían solo dos o tres días de edad, el momento en que se realizan la mayoría de las conexiones cerebrales.
Increíblemente, las células del cerebro humano se desarrollaron de manera similar a como lo harían en una persona, conectándose a los vasos sanguíneos en la rata y alcanzando aproximadamente seis veces el tamaño que tendrían en el laboratorio.
Una rabia inofensiva modificada, que tiende a saltar de una célula a otra en el cerebro, mostró que las células cerebrales humanas se habían conectado a las de las ratas, integrándose parcialmente con los circuitos cerebrales de los roedores.
Los investigadores dijeron que habían ‘establecido una tienda’ en los cerebros de las ratas, creando ‘laboratorios vivientes’.
Hasta ahora, los científicos han trasplantado células de tres pacientes con síndrome de Timothy en cerebros híbridos de rata y humano.
Si bien las células de las personas con este trastorno cerebral se veían bastante normales en el laboratorio, se reveló que se hacían más pequeñas en un cerebro real, lo que arrojaba nueva luz sobre la afección.
El trabajo, publicado en la revista Nature, podría igualmente avanzar en la investigación de trastornos mentales como la esquizofrenia o el autismo, sin necesidad de procedimientos invasivos como la extracción de tejido del cerebro.
Los científicos trasplantaron hasta tres millones de células cerebrales humanas en la corteza somatosensorial de cerebros de ratas recién nacidas, el área responsable de recibir y procesar información sensorial, como el tacto.
La profesora Tara Spires-Jones, subdirectora del Centro para el Descubrimiento de las Ciencias del Cerebro de la Universidad de Edimburgo, dijo: «Esta investigación tiene el potencial de avanzar en lo que sabemos sobre el desarrollo del cerebro humano y los trastornos del neurodesarrollo, pero hay más trabajo por hacer». para estar seguro de que este tipo de injerto es un método robusto.
«También estoy de acuerdo con los expertos que escribieron un comentario que acompaña al artículo y señalan que estos experimentos plantean varias cuestiones éticas que deberían considerarse en el futuro, incluido si estas ratas tendrán un pensamiento y una conciencia más parecidos a los humanos debido a los implantes».
