El estudio del cerebro resulta complicado al no poder aplicar en personas vivas los métodos de investigación convencionales. Los animales de laboratorio, o los tejidos muertos, suplen esta carencia, mientras que el análisis de la función cerebral en personas se realiza mediante técnicas de imagen no invasivas.
Aunque se pueden cultivar células nerviosas in vitro, solo se dispone de tejidos que forman varias capas y no permiten comprender un proceso completo. Ahora, un grupo de investigación de la Universidad de Stanford, liderado por el científico Sergiu Pasca, ha conseguido recrear el cerebro de un feto humano a partir de esferas formadas por neuronas.
Con esta nueva técnica los investigadores han conseguido un modelo tridimensional de células nerviosas que es capaz de desarrollarse y ser funcional, lo que permite estudiar el desarrollo normal del cerebro humano y entender enfermedades como el autismo o la esquizofrenia.
El equipo de Pasca, que ya consiguió en 2015 crear estos “esferoides de neuronas“, ha logrado en esta ocasión fusionar dos de ellos con éxito y observar cómo sus células nerviosas migran y se conectan unas con otras. Estos resultados se han publicado este miércoles en la revista Nature.
Las dos esferas funcionan como dos lóbulos cerebrales frontales interconectados. En ellos, las células de la región ventral migran a la zona dorsal del otro lóbulo, donde establecen conexiones con otras neuronas y forman circuitos neuronales.
Esto es equivalente al proceso que ocurre en el cerebro de un feto humano donde las neuronas que secretan una sustancia denominada GABA (que reprime al Sistema Nervioso Central) migran de la misma forma para integrarse en los circuitos de la corteza cerebral.
“A menudo nos referimos a este sistema como una plataforma modular. Estamos trabajando en la generación de cultivos cerebrales en 3D que se asemejan a otras regiones del cerebro. Luego los ensamblamos para estudiar circuitos que puedan ser relevantes para otras enfermedades”, ha afirmado Pasca en declaraciones a EL MUNDO.
Un modelo para el autismo y la esquizofrenia
Para su trabajo, los investigadores partieron de células humanas de piel sana, las transformaron en células madre, y después en neuronas. Formaron dos esferas con estas neuronas y las fusionaron entre sí. A continuación, estudiaron los movimientos de las células y sus conexiones.
Sin embargo el estudio ha ido más allá. Siguiendo exactamente este mismo proceso, han usado células de piel de pacientes con síndrome de Timothy, un desorden asociado con autismo y epilepsia, para comparar los resultados. En estos pacientes, Pasca ha observado que los patrones de migración celular, y en concreto de las neuronas que secretan GABA, estaban alterados.
El hallazgo, que resulta muy útil como modelo para entender esta enfermedad, evidencia un desarrollo cerebral anómalo en las personas que la padecen, y cómo esta anomalía ocurre durante el desarrollo tardío de este órgano.
Además, como algunas variantes del gen que es responsable del síndrome de Timothy producen esquizofrenia o desorden bipolar, esta investigación podría ayudar a esclarecer estas patologías, ya que, como sospecha Pasca, en estos pacientes podría producirse la misma alteración que afecta a las neuronas que secretan GABA durante el desarrollo del cerebro.
“En algunos pacientes se han identificado mutaciones o incluso variaciones genéticas comunes en los canales de calcio. Ésto está asociado con el riesgo de sufrir esquizofrenia, desorden bipolar, o autismo. Tenemos la esperanza de que al comprender el papel de este canal de calcio en la migración y la integración de las neuronas de la corteza cerebral, podamos ser capaces de entender cómo durante el desarrollo del cerebro se produce esta enfermedad psiquiátrica”, ha explicado Pasca.
El estudio concluye además que el uso de medicamentos que corrijan la anomalía que sufren estas células podría aplicarse durante la gestación para revertir la enfermedad.
Fuente: Diario El Mundo – España
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