Generación de organoides del cerebro humano con la capacidad de aprender
Los Organoides Neuronales de Bioingeniería recapitulan importantes características morfológicas del cerebro humano
El cerebro es uno de los órganos más complejos del cuerpo humano. La complejidad del cerebro es el resultado de neuronas altamente y dinámicamente interconectadas, así como de la glía de apoyo. Los cambios de toda la vida en la interconexión neuronal son clave para la memoria y el aprendizaje. Las alteraciones en la interconectividad neuronal son la causa de las enfermedades neurodegenerativas.
Izquierda: Un Organoide Neuronal Bioingeniero (BENO); Derecha: Ampliación de alta potencia de una red neuronal en un BENO.
Zafeiriou
Científicos del Instituto de Farmacología y Toxicología del Centro Médico Universitario de Göttingen (UMG), en colaboración con colegas del Grupo de Excelencia "Bioimágenes a Escala Múltiple" (MBExC) y el Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE), han logrado por primera vez crear redes neuronales que muestran las complejas funciones del cerebro humano a partir de células madre pluripotentes inducidas por el ser humano. Estos llamados Organoides Neuronales de Bioingeniería (BENO) son, por lo tanto, adecuados para estudiar la pérdida de la capacidad de aprendizaje y la memoria en las enfermedades neurodegenerativas con más detalle. Se aplicaron estímulos farmacológicos y eléctricos para confirmar el clásico cambio de desarrollo de un embrión a un patrón más avanzado de excitabilidad.
Los científicos explotaron una serie de ensayos para descifrar la complejidad del desarrollo hasta el nivel celular en los BENO y pudieron demostrar la presencia de componentes clave del cerebro humano. "Fue realmente emocionante observar los procesos que subyacen a la memoria y el aprendizaje, conocidos como plasticidad neuronal, en nuestro modelo BENO", dice la primera autora, la Dra. Maria-Patapia Zafeiriou, científica del Instituto de Farmacología y Toxicología, y miembro y especialista en aplicaciones del MBExC. El Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, autor principal, director del Instituto de Farmacología y Toxicología y miembro del MBExC añade: "Esta primera prueba de la función fisiológica compleja en un organoide cerebral cultivado en el laboratorio se seguirá explorando para estudiar los mecanismos y las terapias innovadoras para las enfermedades degenerativas del cerebro, como el derrame cerebral, la epilepsia y la demencia".
BENO y primeras aplicaciones
Las BENO ya están encontrando aplicaciones iniciales en la modelización de enfermedades, por ejemplo, en los síndromes de epilepsia y en las pruebas de drogas. La disponibilidad de células madre pluripotentes inducidas como material de partida para las BENO permite la creación de BENO de literalmente cada individuo, sano y enfermo. Esto abre la puerta para el desarrollo de terapias específicas para el paciente. "Esto no sólo abre la puerta al desarrollo y a las pruebas preclínicas de procedimientos individualizados directamente en el modelo humano. En principio, también será posible cultivar tejidos de sustitución para el tratamiento de pacientes que sufren enfermedades neurodegenerativas", dice el Prof. Dr. Zimmermann.
Aunque nuestra comprensión del cerebro humano sigue siendo incompleta y, por consiguiente, los enfoques terapéuticos para prevenir o reparar la degeneración son en gran medida insuficientes, la disponibilidad de organoides cerebrales con una composición celular y una función similar a la del cerebro humano hará avanzar nuestra comprensión de cómo se desarrolla y funciona correctamente el cerebro humano, así como de las causas de la neurodegeneración. Los autores anticipan que la introducción de la tecnología BENO apoyará la búsqueda de curas innovadoras para las enfermedades cerebrales más debilitantes de hoy en día. El Centro Médico Universitario de Göttingen ha registrado una patente para proteger la tecnología BENO y la ha licenciado a myriamed GmbH, una empresa derivada del Centro Médico Universitario de Göttingen, centrada en el descubrimiento de fármacos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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