Los científicos recrean el circuito cerebral en el laboratorio por primera vez
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Los científicos han recreado en un laboratorio la vía sensorial que transmite sentimientos de dolor al cerebro humano, en un avance que podría conducir a mejores tratamientos.
Un equipo de la Universidad de Stanford en California es el primero en combinar diferentes neuronas cultivadas de células madre humanas en un circuito cerebral que funciona en un plato de laboratorio. Sus experimentos, publicados en Naturaleza El miércoles, ilustra el rápido progreso de los científicos en la replicación de tejidos y órganos vivos a través de la biología sintética.
Cuando los científicos de Stanford expusieron el circuito cerebral que habían creado a estimulantes sensoriales, observaron ondas de actividad eléctrica que viajaba a lo largo de él. La molécula que hace que los chile peppers sean calientes, la capsaicina, indujo inmediatamente una fuerte respuesta.
Sergiu Pașca, el líder del proyecto, dijo que esperaba que la investigación acelerara el progreso en la comprensión de cómo el sistema nervioso humano procesa señales de dolor.
«Ahora que podemos modelar esta vía de manera no invasiva, sin usar animales, esperamos encontrar una mejor terapéutica para el dolor crónico», dijo. «Las mejores drogas que tenemos ahora son los opioides, derivados originarios de semillas de amapola hace miles de años y altamente adictivos».
Los investigadores comenzaron transformando las células de la piel en células madre capaces de generar casi cualquier tejido u órgano humano. Luego usaron señales químicas para hacer que las células madre formen cuatro tipos de «organoide», pequeñas bolas vidas que representan las diferentes regiones de la vía del dolor, desde las neuronas sensoriales en la piel hasta las neuronas corticales en el cerebro.
Finalmente, los cuatro organoides diferentes se alinearon uno al lado del otro en una placa de cultivo. Después de unos 100 días, crecieron en una representación sintética de un circuito cerebral llamado «ensamblaide», casi 1 cm de largo con células de 4 mn. Las conexiones neuronales vincularon los organoides componentes y los patrones de señalización sincronizada.
«Nunca hubieras podido ver esta sincronía wavelike si no pudieras ver los cuatro organoides conectados, simultáneamente», dijo Pașca. «El cerebro es más que la suma de sus partes».
No se puede decir que los conjuntos en sí mismos «sientan dolor», enfatizó: «Transmiten señales nerviosas que se procesan por una segunda vía que profundiza en el cerebro y nos dan el componente emocional aversivo y emocional».
Aun así, Pașca reconoció la necesidad de considerar las implicaciones éticas de la investigación organoidea a medida que se crean circuitos cerebrales más complejos en el laboratorio: «Estamos pensando con mucho cuidado sobre cómo continúa este trabajo, frente a la inmensa necesidad de comprender los trastornos psiquiátricos y el riesgo de construir algo más cercano a un cerebro humano».
Guo-Li Ming, profesor de neurociencia y psiquiatría en la Universidad de Pensilvania, que no participó en el proyecto Stanford, lo elogió por dar información sobre las complejidades de los circuitos neuronales humanos que no pueden modelarse con animales, y cómo estas características humanas conducen a trastornos neurológicos.
«Este modelo brinda la oportunidad de estudiar la compleja actividad de la red neuronal que vincula la entrada sensorial a la corteza, que anteriormente no era factible», dijo.
Stanford ha solicitado una patente sobre la investigación del ensamblaideo, pero aún no ha decidido cómo comercializarla.
