Creados minicerebroides a partir del tejido cerebral de un feto humano

Son del tama?o de un grano de arroz, pero abren nuevos caminos en la investigaci¨®n de la ¨²ltima frontera, el cerebro humano. Investigadoras holandesas han logrado crear minicerebros capaces de seguir creciendo y lo han hecho partiendo de porciones de tejido de un feto humano. La investigaci¨®n mostr¨® como estos organoides inclu¨ªan varios tipos de c¨¦lulas y se expand¨ªan siguiendo un andamiaje formado por prote¨ªnas, tambi¨¦n generadas internamente. Este trabajo ofrece una nueva forma para estudiar el funcionamiento cerebral y, sobre todo, patolog¨ªas como tumores que atacan al ¨®rgano que aloja la mente humana.

Tradicionalmente, los cient¨ªficos han usado distintas v¨ªas para modelar la biolog¨ªa de los tejidos, estudiar tanto su funcionamiento como el de los ¨®rganos que forman y las patolog¨ªas asociadas. Y lo hac¨ªan cultivando l¨ªneas de c¨¦lulas, sangu¨ªneas, hep¨¢ticas, neuronas, etc., o bien con animales de laboratorio como modelo. Desde hace unos a?os tambi¨¦n lo hacen con organoides, una especie de mini¨®rganos 3D con muchas de las caracter¨ªsticas morfol¨®gicas, de desarrollo y hasta funcionales del ¨®rgano. Este gran avance se produjo gracias al uso de c¨¦lulas madre. Los organoides se pueden formar directamente a partir de c¨¦lulas de un tejido determinado, pero los investigadores tambi¨¦n est¨¢n usando c¨¦lulas madre pluripotentes (de adultos) o embrionarias para que se desarrollen hasta convertirse en el ¨®rgano a estudiar.

Lo que han hecho ahora investigadoras del Instituto Hubrecht y el Centro Princesa M¨¢xima de Oncolog¨ªa Pedi¨¢trica (ambos de Pa¨ªses Bajos) ha sido desarrollar una l¨ªnea de organoides partiendo no ya de c¨¦lulas madre individuales, sino de tejidos de un feto humano donado para la investigaci¨®n tras un aborto. Para hacer crecer mini¨®rganos, otros enfoques descompon¨ªan el tejido original en c¨¦lulas individuales. En este trabajo, publicado en la revista cient¨ªfica Cell, en lugar de trabajar con porciones de tejido cerebral fetal, el equipo descubri¨® que se pod¨ªan autoorganizarse levantando estructuras en tres dimensiones.

Se pueden multiplicar in vitro, lo que significa que a partir de una peque?a porci¨®n de tejido fetal podemos generar m¨²ltiples organoides

Delilah Hendriks, coautora del logro

La doctora Delilah Hendriks, coautora de esta investigaci¨®n, explica en un correo lo que han logrado: ¡°El hecho de que estos organoides se deriven de tejidos implica que podemos estudiar el cerebro humano en desarrollo in vitro¡±. El trabajo comprob¨® c¨®mo prote¨ªnas creadas por estos cerebroides se organizaban formando matrices extracelulares, estructuras sobre las que el resto de c¨¦lulas cerebrales se multiplicaron hasta llegar a ese tama?o de un grano de arroz. ¡°Adem¨¢s, en comparaci¨®n con los modelos existentes, se pueden multiplicar in vitro, lo que significa que a partir de una peque?a porci¨®n de tejido fetal podemos generar m¨²ltiples organoides y estos a su vez pueden generar m¨¢s, lo que no solo es ventajoso para la reproducibilidad, sino tambi¨¦n se convierte en una poderosa herramienta para la ingenier¨ªa gen¨¦tica, especialmente en el contexto del modelado del c¨¢ncer cerebral¡±, a?ade Hendriks.

Esa fue la segunda parte de su trabajo. Usando la t¨¦cnica de pegado gen¨¦tico CRISPR, introdujeron fallos en TP53, un conocido gen cancer¨ªgeno en varias c¨¦lulas de los organoides. Despu¨¦s de tres meses, las c¨¦lulas con el TP53 defectuoso hab¨ªan superado por completo a las c¨¦lulas sanas. Esa mayor capacidad de replicarse es una caracter¨ªstica t¨ªpica de las c¨¦lulas cancerosas. Despu¨¦s usaron la misma t¨¦cnica de edici¨®n gen¨¦tica para lo contrario, es decir, para desactivar tres genes vinculados al glioblastoma, el m¨¢s agresivo de los tumores cerebrales. ¡°Logramos desactivar los tres genes al mismo tiempo. Esto significa que pudimos introducir mutaciones eliminatorias completas en TP53, PTEN y NF1 utilizando CRISPR para dise?ar organoides mutantes¡±, termina Hendriks.

Los organoides derivados de los tejidos fetales continuaron creciendo durante m¨¢s de seis meses, lo que permiti¨® a las cient¨ªficas seguir creando muchos organoides similares a partir de una ¨²nica muestra de tejido. Mientras, los minitumores con cambios en el gen del glioblastoma tambi¨¦n fueron capaces de multiplicarse, manteniendo la misma combinaci¨®n de mutaciones. Esto podr¨ªa servir para realizar repeticiones de experimentos con los mismos organoides, aumentando la fiabilidad y reproducibilidad de sus resultados en futuras investigaciones.

¡°Los organoides cerebrales del tejido fetal son una nueva herramienta de gran valor para estudiar el desarrollo del cerebro humano. Ahora podemos estudiar m¨¢s f¨¢cilmente c¨®mo se expande el cerebro en desarrollo y observar el papel de los diferentes tipos de c¨¦lulas y su entorno¡±, explica Benedetta Artegiani, l¨ªder del grupo del Centro Princesa M¨¢xima, en un comunicado. ¡°Nuestro nuevo modelo cerebral derivado de tejidos nos permite comprender mejor c¨®mo el cerebro en desarrollo regula la identidad de las c¨¦lulas. Tambi¨¦n podr¨ªa ayudar a comprender c¨®mo los errores en ese proceso pueden conducir a enfermedades del desarrollo neurol¨®gico como la microcefalia, as¨ª como a otras enfermedades que pueden derivarse de un desarrollo descarrilado, incluido el c¨¢ncer cerebral infantil¡±, a?ade la investigadora.

El profesor Jacob Hanna, del Laboratorio de Estudio de C¨¦lulas Pluripotentes y Embriog¨¦nesis Ex Utero del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) valora los resultados de esta investigaci¨®n: ¡°Es importante porque puede ofrecer pistas sobre lo que ocurre en el desarrollo cerebral durante la aut¨¦ntica formaci¨®n del cerebro, en lugar de basarse en tejidos derivados de c¨¦lulas madre embrionarias¡±, declar¨® al servicio de noticias SMC Espa?a. Por su parte, el investigador en el Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa (CNB-CSIC), Llu¨ªs Montoliu, pide prudencia: ¡°Los organoides no son equivalentes a los ¨®rganos que modelan. Ni en complejidad ni en diversidad de tipos celulares. Por eso deber¨ªamos mantener la cautela a la hora de interpretar los resultados que podamos derivar del uso de organoides en investigaci¨®n¡±.

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