Teixits cerebrals humans s'integren al cervell de rates i en modifiquen el comportament

Teixits cerebrals humans produïts a partir de cèl·lules mare s'han desenvolupat i integrat en el cervell de rates i fins i tot han modificat el seu comportament. L'experiència significa un salt en les possibilitats d'estudiar les malalties del cervell.

El treball l'ha fet un equip encapçalat per Sergiu Pașca, de la Universitat d'Stanford, a Califòrnia. S'ha publicat a la revista Nature.

Fa uns quants anys es va demostrar que les cèl·lules mare extretes de la pell es podien transformar en estructures nervioses complexes. Això va dur a crear el que s'anomena organoides, que poden ser de diversos òrgans, però que en aquest cas eren cultius cel·lulars que reproduïen algunes parts del cervell humà.

Aquestes organoides permeten estudiar el desenvolupament del cervell i diverses malalties neurològiques i psiquiàtriques, però el procediment xocava amb la dificultat que in vitro els teixits no maduraven prou.

D'altra banda, en els cultius in vitro no hi ha òrgans connectats per poder observar com el cervell els controla i hi interactua.

El treball ara publicat permet superar aquests obstacles perquè ha demostrat que els organoides es poden inserir en cervells de rates joves, encara en desenvolupament, i que s'hi integren i es connecten amb neurones pròpies del rosegador.

Els investigadors van utilitzar cèl·lules mare de pacients amb la síndrome de Timothy, una malaltia rara que provoca malformacions físiques, problemes neurològics i alteracions del funcionament del cor. En molts casos, provoca la mort del malalt en els primers anys de vida.

Un cop inserit l'organoide en el cervell de les rates i després del procés de maduració, els autors van constatar que la morfologia d'aquestes neurones i les connexions que establien amb les de la rata eren diferents a les que es produïen amb organoides generats a partir de cèl·lules mare d'individus sans.

Modificació del comportament

Però la recerca va anar més enllà i els científics van demostrar que les neurones humanes de l'organoide podien modificar el comportament dels animals. Ho van demostrar gràcies a l'optogenètica, una tècnica que consisteix a modificar genèticament les neurones perquè produeixin unes proteïnes sensibles a la llum.

D'aquesta forma, les neurones es poden activar amb llum. I es va observar que la llum blava alterava el comportament de rates entrenades perquè amb determinada acció obtinguessin una recompensa. En canvi, en les rates que no havien rebut el trasplantament d'organoides no es modificava el comportament amb la llum blava.

Els autors afirmen que aquesta tècnica serà útil per detectar les alteracions que es produeixen en cèl·lules procedents de pacients, que no es poden observar actualment d'una altra manera.

En un comentari que acompanya l'article, J. Gray Camp, del Centre d'Innovació de Roche, i Barbara Treutlein, de l'Escola Federal Politècncia de Zuric, també ressalten les possibilitats que obre aquesta recerca:

"Proporciona oportunitats apassionants per estudiar el desenvolupament i la biologia bàsica dels circuits neuronals humans i representa un nou sistema per assajar teràpies per a malalties neurològiques humanes."

També ressalten el potencial que té per investigar noves teràpies. Tot i així, alerten de problemes ètics. Un és l'obtenció de cèl·lules de pacients.

Conclouen posant sobre la taula una altra qüestió: té un organoide consciència i estatus moral? Per discutir-ho, conclouen, cal un debat actiu entre investigadors, especialistes en bioètica, legisladors i el públic general, per delimitar el marc d'actuació i els límits d'utilització dels organoides en l'estudi dels circuits cerebrals humans.