Este avance podría generar una revolución en el estudio de las enfermedades psiquiátricas y neurodegenerativas.
Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford, (Estados Unidos) trasplantó neuronas humanas al cerebro de ratas recién nacidas y ha logrado que este tejido cerebral implantado se integre e influya en el comportamiento de los animales. El avance abre una nueva ventana para estudiar las enfermedades psiquiátricas, pero a su vez plantea espinosas cuestiones bioéticas, como cuál es el estatus moral de estas ratas con neuronas humanas.
El médico rumano Sergiu Pasca, de 40 años, ha sido el encargado de dirigir los experimentos. Su grupo es especialista en producir “organoides cerebrales”: unas pelotitas de unos milímetros de diámetro con unos pocos millones de células, las cuales sirven para estudiar el funcionamiento de un órgano real, muchísimo más complejo. Un cerebro humano pesa un kilo y medio y tiene unos 86.000 millones de neuronas.
Cómo funciona
El grupo de Pasca toma células de la piel de una persona y las rebobina mediante un cóctel químico hasta su estado embrionario, una fase en la que son capaces de convertirse en cualquier órgano del cuerpo: hígado, músculo, riñón, cerebro. Los científicos guían entonces a esas antiguas células de la piel para que se transformen en células cerebrales.
En este estudio los investigadores han dado ahora un paso más y han trasplantado estas bolitas —similares a la corteza cerebral humana— al cerebro de ratas de unos tres días de edad, modificadas genéticamente para que carezcan de sistema inmune y se evite el rechazo. Las neuronas injertadas se han integrado con éxito: al tocar los bigotes de los animales, las células humanas se activan. Están implicadas en los sentidos de las ratas.
Pasca no cree que sus animales hayan desarrollado nada parecido a una conciencia humana, dado el tipo de células implicadas y su integración imperfecta. “Para comprender los trastornos psiquiátricos necesitamos mejores modelos. Y, cuanto más humanos sean estos modelos, más tendremos que abordar estas cuestiones éticas”, argumenta el médico, que desaconseja utilizar esta estrategia en monos o simios. “Necesitamos buscar un equilibrio entre los beneficios potenciales de evitar parte del sufrimiento provocado por estos trastornos cerebrales devastadores y los riesgos de generar modelos que sean demasiado parecidos a los humanos”, razona.
Su estudio se publico en la revista Nature, punta de lanza de la mejor ciencia mundial. Entre los autores figura también el neurocientífico estadounidense Karl Deisseroth, padre de la optogenética, una revolucionaria técnica que permite activar o desactivar neuronas mediante ráfagas de láser, gracias a la introducción previa de genes de algas sensibles a la luz.
Los investigadores han empleado esta herramienta en ratas entrenadas para lamer un tubo si quieren obtener agua. Al activarse sus neuronas humanas mediante luz, los roedores acuden a lamer el dispositivo, por lo que los científicos deducen que su corteza cerebral trasplantada participa en los procesos de aprendizaje.
Aplicación en la ciencia
Sergiu Pasca considera que la principal aplicación de sus roedores será la investigación de enfermedades. Su equipo ha empezado ya con el síndrome de Timothy, un trastorno extremadamente raro que provoca graves problemas neurológicos y cardíacos en niños.
Se han trasplantado células de tres pacientes a cerebros de ratas y han detectado defectos neuronales hasta ahora desconocidos. El laboratorio de Stanford investiga también otras dos docenas de trastornos del cerebro, incluidos el autismo y la esquizofrenia. “Ahora podemos probar nuevos fármacos en animales y estudiar sus efectos en las neuronas humanas trasplantadas”, celebra Pasca.
El neurocientífico Raül Andero, de la Universidad Autónoma de Barcelona, ha sido pionero en el estudio de la memoria en ratones mediante la optogenética. Andero resopla ante “la espectacularidad” del nuevo trabajo, en el que no ha participado. “Es fantástico, abre un nuevo campo, estoy completamente alucinado. Tiene implicaciones absolutamente increíbles para investigar enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas”, opina.
“Yo creo que ni a los autores les ha dado tiempo a pensar en todas las aplicaciones. Vamos a estar años descubriendo nuevas aplicaciones de esto”, aplaude Andero, que insta a no cruzar líneas rojas. “Hay que ser muy cuidadosos. En la neurociencia ya casi ocurre lo que en el sector de los coches sin conductor, donde los debates son más éticos que tecnológicos”, advierte.
Los trabajos pioneros de la bioquímica española Ira Espuny-Camacho, entonces en la Universidad Libre de Bruselas, ya mostraron hace una década que las neuronas humanas se pueden integrar en los circuitos cerebrales de un ratón.
El equipo de Stanford ha ido ahora más allá, al demostrar que estas neuronas ajenas pueden participar en el comportamiento de los roedores. Sergiu Pasca destaca que su grupo trasplanta en las ratas recién nacidas organoides cerebrales cuyas células humanas se autoorganizan, lo que facilita que crezcan, maduren y se alimenten a través de vasos sanguíneos. La neurociencia entra ahora en un territorio inexplorado, en las siempre movibles fronteras de la bioética.
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