Después de un mes de desarrollo, el órgano cerebral formado por células de múltiples donantes humanos tiene poco más de un milímetro de ancho.Crédito: n. Antón Bolaños et al./naturaleza
Por primera vez, los investigadores pudieron crecer Modelos 3D del cerebro. Que incluye una amplia gama de tipos de células de varias personas.1Estos organoides parecidos a aldeas en un plato pueden ayudar a revelar por qué la respuesta del cerebro a las drogas varía de persona a persona.
Otros equipos han creado láminas bidimensionales de células cerebrales obtenidas de más de un donante humano.2pero este trabajo apunta a sistemas 3D lo suficientemente potentes para la investigación.
“Es una técnica realmente poderosa, un enfoque poderoso”, dice Thomas Nowakowski, biólogo de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el estudio. Añade que es probable que muchos grupos adopten este método. “Es una gira técnica sólida”.
Estos cultivos quiméricos, que los autores llaman quimeroides, agrupan células de hasta cinco donantes. Pero futuras iteraciones podrían albergar células de cientos de personas. “¿Qué pasaría si algún día pudiéramos usar quimeroides como avatares para predecir respuestas individuales a nuevos tratamientos antes de probarlos en un ensayo?”, dice Paola Arlotta, bióloga de células madre de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y autora principal del estudio, publicado hoy. naturaleza.
Se necesita un pueblo
Los sistemas modelo llamados organoides imitan la estructura celular de los órganos, Como los intestinos y los pulmones. Los investigadores los elaboran sumergiendo células madre de un donante humano en una mezcla de sustancias químicas definida con precisión, lo que estimula a las células madre a madurar y convertirse en todos los tipos de células que normalmente se encuentran en un órgano determinado. Las condiciones de cultivo también alientan a las células a ensamblarse en una forma tridimensional compleja.
Los organoides cerebrales crecen particularmente lentamente y son difíciles de usar, y los investigadores han buscado mejores formas de producirlos. Un enfoque consistió en combinar células de varios donantes en un solo organoide cerebral. Sería más fácil trabajar con poblaciones celulares de múltiples donantes y capturarían una amplia diversidad de genes humanos en un solo modelo. Sin embargo, debido a que las células madre primarias crecen a diferentes velocidades, inevitablemente los linajes de rápido crecimiento toman el control.
Fuera de muchos, uno
El truco, según informan ahora Arlotta y sus colegas, consiste en fabricar un conjunto de organoides de un solo donante. A medida que maduran, las células de todos los organismos adquieren tasas de crecimiento similares. Al homogeneizar estas estructuras y agrupar las células, es posible cultivar un organoide compuesto. Los quimeroides de los autores se expandieron a unos 3-5 milímetros después de tres meses y contenían los mismos tipos de células que se encuentran en el tejido cortical embrionario.
Células cerebrales humanas trasplantadas a ratones provocan excitación y ansiedad
“Se trata de un progreso realmente bueno”, afirma Robert Vries, director ejecutivo de la empresa de investigación de organoides HUB Organoids en Utrecht, Países Bajos. La comunidad que estudia el sistema nervioso central “realmente necesita más sistemas de órganos”.
Los quemeroides deberían permitir a los investigadores ver si los fármacos tendrán efectos diferentes en diferentes personas. Como caso de prueba, el equipo trató órganos de múltiples donantes con fármacos neurotóxicos. Etanol, que causa… Síndrome de alcoholismo fetalEsto redujo la cantidad de células del linaje celular de un solo donante. Las células de este donante crecieron más rápido cuando se combinaron con ácido valproico, un fármaco antiepiléptico relacionado con un mayor riesgo de epilepsia. Desorden del espectro autista En niños que han estado expuestos a él. En el útero.
Dolores de crecimiento
Pero será necesario un seguimiento cuidadoso para garantizar que cualquier efecto observado en los modelos quiméricos provenga de la herencia de una línea celular particular, en lugar de la interacción entre células relacionadas, advierte Fries.
El cultivo de quimeroides también requiere mucha mano de obra, añade Novakowski, que está experimentando con el modelo en su laboratorio. Pero los sistemas automatizados de cultivo celular deberían reducir la carga de trabajo y hacer que estos modelos sean viables para experimentos más eficientes sobre enfermedades cerebrales.