El primer ratón con una corteza cerebral ‘humana’ permitirá investigar mejor la parálisis cerebral y la demencia

La creación de un modelo híbrido humano-animal supera las limitaciones de los actuales organoides y servirá para desbloquear el estudio de algunas enfermedades psiquiátricas y hallar posibles tratamientos, según los investigadoresHemeroteca - La científica que cultiva minicerebros para entender la esquizofrenia en su familia: “Nos llamaban los hijos de la loca”

El equipo de Sergiu Pașca, de la Universidad de Stanford, ha dado un gran salto en la investigación con organoides cerebrales al implantarlos en animales vivos. Los investigadores han creado un modelo de ratón al que han trasplantado 4 millones de neuronas humanas que crecieron en su corteza y se extendieron con éxito hasta la médula espinal. Para su sorpresa, los animales no solo se desarrollaron conexiones funcionales, sino que aparecieron tipos neuronales raros como las neuronas de von Economo, que hasta hace poco se creían exclusivamente humanas.

En un trabajo que se publica este miércoles en la revista Nature, Pașca describe la creación de estos ratones diseñados para que más del 90% de su corteza cerebral sea de origen humano como un paso decisivo para desbloquear la investigación en psiquiatría. Pero previene contra interpretaciones erróneas y advierte de que no se trata de super-ratones. 

“Estos ratones no tienen ninguna hipercapacidad; no hemos encontrado que estos animales tengan un mejor rendimiento en ninguna tarea específica”, explica. El objetivo es crear una tecnología que permitirá investigar en vivo los orígenes del autismo, la parálisis cerebral o la demencia frontotemporal. “Hemos construido un nuevo modelo que nos permite capturar aspectos de la función del cerebro humano de una manera que antes no era posible”, señala.
Organoides en animales vivos
Pașca trabaja desde hace más de una década en la creación de organoides cerebrales, que son cultivos de laboratorio con tejidos de nuestro encéfalo que permiten estudiar su desarrollo y diferentes enfermedades. A partir de células madre obtenidas de la piel humana, los científicos pueden construir “minicerebros” que replican mutaciones genéticas específicas, observar las neuronas y diseñar tratamientos. “Las células que implantamos llevan el material genético de la persona de la que derivan, lo que nos permite estudiar los efectos posteriores de la enfermedad en las células y redes cerebrales”, explica el investigador. 

Hace alrededor de una década, este científico de origen rumano introdujo un nuevo modelo denominado “ensembloide”, que elevaba el nivel de complejidad, pero seguían existiendo muchas limitaciones, porque no crecen lo suficiente ni reciben las entradas ni salidas sensoriales y motoras que son tan importantes para el cerebro humano en desarrollo. “No podíamos estudiar el comportamiento humano complejo en una placa de cultivo”, asegura. 





Añadimos alrededor de 4 millones de células humanas. La mitad del volumen del cerebro es corteza, y el 90% de ese volumen cortical faltante está cubierto por células humanas

Sergiu Pașca
— Investigador de la Universidad de Stanford y autor principal




En 2022, el equipo de Pașca probó por primera vez a injertar estos tejidos en animales para superar estas dificultades. El investigador sembró regiones corticales de ratas con tejido cerebral de pacientes jóvenes con una condición genética rara pero devastadora llamada síndrome de Timothy, lo que les permitió identificar el defecto molecular del trastorno y encontrar un fármaco candidato para tratarlo, que está a punto de ser probado en un ensayo clínico. 

Pero incluso en estos experimento se encontraron dificultades, como que las neuronas de rata se desarrollaban mucho más rápido que las humanas. Por ese motivo se decidieron a diseñar genéticamente animales que nacen sin su propia corteza cerebral a los que han llamado “ratones apaliales” y que dejan sitio a las neuronas humanas para desarrollarse.  
Un injerto de neuronas humanas
En los experimentos que describen ahora en Nature, los investigadores colocaron quirúrgicamente organoides que contenían alrededor de 100.000 células cada uno en las cavidades cerebrales agrandadas de animales apaliales de dos días de vida. El tejido humano sobrevivió y prosperó en los cerebros de los ratones con corteza mermada y, tres meses después del procedimiento quirúrgico, más del 90% por volumen del tejido cortical en los cerebros de los ratones era humano.  

“Las células humanas se proyectan a lo largo de todo el sistema nervioso”, explica el científico en un encuentro con periodistas. “Las imágenes muestran muchos haces que salen del injerto, proyectándose principalmente de arriba hacia abajo hasta la médula espinal. Las células son eléctricamente activas y muestran ondas de actividad eléctrica que viajan por