Organoides de cerebro humano en los que crecen estructuras oculares

Las células madre pluripotentes inducidas (iPSCs por sus siglas en inglés) pueden emplearse para generar organoides de cerebro humano en los que se forma un tipo de estructura ocular conocido como “copa óptica”, según se ha comprobado en unos experimentos reveladores. Los organoides desarrollaron espontáneamente copas ópticas bilateralmente simétricas a partir de la parte delantera del organoide, lo que demuestra la capacidad innata de las células madre pluripotentes inducidas para organizar la estructuración del conjunto siguiendo un proceso biológico muy complejo.

Las células madre pluripotentes inducidas proceden de células adultas que han sido reprogramadas genéticamente para alcanzar un estado pluripotente similar al embrionario.

La investigación la ha llevado a cabo un equipo internacional que incluye, entre otros, a Elke Gabriel y Jay Gopalakrishnan, ambos de la Universidad de Düsseldorf en Alemania.

Muchos aspectos del desarrollo del cerebro humano y de las enfermedades de este órgano pueden estudiarse utilizando organoides de cerebro derivados de células madre pluripotentes, las cuales pueden dar lugar a todos los tipos de células del organismo.

Organoides como los ahora desarrollados podrán ayudar a estudiar las interacciones cerebro-ojo durante el desarrollo embrionario, confeccionar modelos digitales de trastornos congénitos de la retina y generar tipos concretos de células de la retina que sean específicas para cada paciente, con el fin de realizar ensayos farmacológicos personalizados y terapias de trasplante personalizadas.

Un organoide cerebral con copas ópticas. (Imagen: Elke Gabriel. CC BY-NC-SA)

A partir de 16 lotes independientes de células iPSC de cuatro donantes, los investigadores generaron 314 organoides de cerebro, de los cuales el 72% formaron copas ópticas, lo que demuestra que el método es reproducible. Estas estructuras contenían diversos tipos de células de la retina, que formaban redes neuronales eléctricamente activas que respondían a la luz.

Los organoides cerebrales con copas ópticas también contenían tejido del cristalino y de la córnea y mostraban conectividad retiniana con regiones cerebrales.

Gabriel, Gopalakrishnan y sus colegas exponen los detalles de sus últimos experimentos en la revista académica Cell Stem Cell, bajo el título “Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles”. (Fuente: NCYT de Amazings)