Construir mejores organoides cerebrales: un nuevo marco para los investigadores
"Los organoides cerebrales están llamados a transformar nuestra comprensión del desarrollo, la evolución y las enfermedades humanas, y a aportar conocimientos que de otro modo no podríamos obtener"
Los organoides cerebrales, modelos tridimensionales del cerebro, son una bendición para la neurociencia, ya que permiten estudiar el desarrollo, la evolución y las enfermedades del cerebro en un modelo basado en células madre humanas. Ahora, un artículo de consenso publicado en Nature por destacados investigadores del campo de los organoides cerebrales, entre ellos Jürgen Knoblich, del IMBA, esboza un marco para trabajar con ellos y seguir mejorándolos.
Hace más de una década, Jürgen Knoblich y su equipo del IMBA iniciaron el estudio de los organoides cerebrales: En un artículo publicado en 2013, Knoblich y Madeline Lancaster presentaron los primeros organoides cerebrales para el estudio de las enfermedades y el desarrollo humanos. Los organoides cerebrales aprovechan la capacidad inherente de las células madre para autoorganizarse: Dadas las señales adecuadas, las células madre derivadas de muestras de piel de pacientes y donantes sanos pueden ser inducidas a formar modelos que imitan momentos y áreas específicos del cerebro, como el desarrollo embrionario temprano o las neuronas corticales.
Dado que los organoides cerebrales reproducen aspectos de la fisiología del cerebro, tienen el potencial de revelar nuevos conocimientos sobre la biología de los tejidos humanos y las enfermedades, algo que no pueden hacer otros modelos no humanos, como el ratón. En la actualidad se publican cada año más de 3.000 artículos científicos que utilizan organoides cerebrales. Sólo el año pasado, el estudio de los organoides cerebrales en el IMBA permitió comprender por qué el cerebro humano crece tanto y las conexiones neuronales de largo alcance.
Ante el gran interés que suscitan los organoides cerebrales como modelos para comprender distintos aspectos del cerebro, destacados expertos en la materia han desarrollado recientemente un marco para el proceso experimental. El equipo, dirigido por Sergiu Pasca, de la Universidad de Stanford, incluía a Jürgen Knoblich, director científico adjunto del IMBA, que está convencido del gran potencial de este campo de investigación. "Los organoides cerebrales están llamados a transformar nuestra comprensión del desarrollo, la evolución y las enfermedades humanas, y a aportar conocimientos que de otro modo no podríamos obtener".
A pesar del gran potencial de los organoides cerebrales para la investigación, tienen limitaciones: Dependiendo del proceso exacto y del protocolo en el que se cultiven los organoides cerebrales, la composición del organoide puede variar, y ciertos tipos de células cerebrales no se desarrollan en los organoides. "Debido a estas limitaciones, los investigadores tienen gran interés en establecer normas estrictas en este campo, también para garantizar la reproducibilidad y transferibilidad de los resultados", añade Knoblich.
El documento de consenso pretende ayudar a los científicos que se inician en este campo, así como a las agencias reguladoras, a llevar a cabo estudios diseñados de forma óptima, permitiendo a los científicos optimizar el modelo experimental en función de la pregunta científica. El marco, publicado el 13 de marzo en la edición impresa de Nature, incluye recomendaciones sobre las células madre utilizadas como punto de partida para los organoides cerebrales, el proceso de generación y caracterización de las células neuronales de interés, los métodos para evaluar las propiedades funcionales de los organoides cerebrales -incluida la medición de la actividad de las neuronas en los organoides- y, por último, la integración de los organoides en circuitos neuronales.
"La investigación con organoides cerebrales es ya de una calidad excepcional. Es de esperar que nuestro marco acelere la aplicación de organoides y modelos celulares similares, permitiéndonos aprovechar más rápidamente su potencial para la neurociencia y sus aplicaciones", afirma Knoblich. "Es testimonio del ambicioso espíritu de la investigación sobre organoides cerebrales que los científicos más destacados del campo hayan colaborado en este consenso histórico con un espíritu extremadamente comunicativo y colaborativo, estableciendo una hoja de ruta sobre cómo la investigación sobre organoides puede maximizar su impacto en la comprensión del cerebro humano."
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Publicación original
Sergiu P. Pașca, Paola Arlotta, Helen S. Bateup, J. Gray Camp, Silvia Cappello, Fred H. Gage, Jürgen A. Knoblich, Arnold R. Kriegstein, Madeline A. Lancaster, ... Giuseppe Testa, Barbara Treutlein, Flora M. Vaccarino, Pierre Vanderhaeghen, Tracy Young-Pearse; "A framework for neural organoids, assembloids and transplantation studies"; Nature, Volume 639, 2024-12-9
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