Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford desarrolló ratones con una corteza cerebral compuesta, en más de un 90 %, por neuronas humanas para investigar trastornos como el autismo, la esquizofrenia, la demencia y la parálisis cerebral.
El trabajo, publicado este miércoles en la revista Nature, fue liderado por el neurocientífico estadounidense Sergiu Pasca, quien ha dedicado parte de su carrera a desarrollar modelos que permitan estudiar el cerebro humano, un órgano cuyo funcionamiento todavía presenta grandes interrogantes para la ciencia.
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Del laboratorio al modelo vivo: ¿cómo se desarrolló el experimento?
Los investigadores crearon ratones a los que modificaron genéticamente para que no desarrollaran su propia corteza cerebral. Dos días después de su nacimiento, les implantaron organoides, que son pequeñas estructuras tridimensionales formadas por cientos de miles de neuronas humanas.
El resultado fueron ratones con una corteza constituida en un 91,9 % por tejido derivado de organoides humanos, según las mediciones de resonancia magnética incluidas en el estudio. Para crear esos cerebros, los científicos partieron de células de la piel de voluntarios sanos.
“Este tipo de modelos nos permite estudiar características del cerebro humano que hasta ahora eran inaccesibles”, le explicó Pasca a El País de España, quien considera que, en el futuro, esta tecnología podría permitir crear ratones con una corteza cerebral desarrollada a partir de las células de cada paciente.
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La intención sería estudiar enfermedades neurológicas y explorar posibles tratamientos en un tejido que reproduzca algunas características del cerebro de esa persona. Por ejemplo, una de las primeras aplicaciones del experimento fue estudiar qué ocurre cuando el cerebro en desarrollo sufre una falta de oxígeno.
Los investigadores interrumpieron el flujo de oxígeno al cerebro de los ratones humanizados. En los animales, las lesiones observadas recordaron a las que pueden presentarse en pacientes con parálisis cerebral, una condición que afecta a unos 18 millones de personas en todo el mundo.
Los ratones normales son más resistentes a este tipo de agresión. En los seres humanos, en cambio, una falta de oxígeno puede provocar daños permanentes durante el desarrollo cerebral.
El equipo de Stanford plantea que estos animales podrían servir para estudiar, en vivo, los efectos de esas lesiones sobre las células humanas y explorar posibles tratamientos para una condición que actualmente no tiene cura.
El equipo de Pasca ya había utilizado organoides humanos implantados en animales para investigar enfermedades neurológicas. En 2024, los científicos trabajaron con organoides creados a partir de células de un niño con síndrome de Timothy, una enfermedad genética poco frecuente que puede provocar autismo grave y crisis epilépticas.
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Después de implantar esos organoides en ratas, los investigadores desarrollaron un tratamiento genético que revirtió el problema en las células estudiadas en los animales. Pasca explicó que el equipo tiene previsto comenzar a probar esta terapia en humanos mediante un ensayo clínico a finales de este año o a principios de 2027.
Sin embargo, el experimento tiene límites. Los ratones humanizados desarrollados por Pasca están pensados para investigar procesos que ocurren durante el desarrollo embrionario. Las neuronas humanas crecen unas 20 veces más despacio que las de los ratones, por lo que el envejecimiento de estos animales no permite reproducir las etapas avanzadas de la vida humana.
Incluso si uno de estos ratones llegara a vivir dos años, su corteza cerebral tendría un nivel de desarrollo comparable al de un niño humano de aproximadamente dos años.
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Bloque de preguntas y respuestas:
- ¿Para qué sirven los ratones con neuronas humanas desarrollados por Stanford?
- Estos ratones permiten estudiar, en organismos vivos, cómo se comportan las células humanas del cerebro durante el desarrollo y cómo responden a enfermedades neurológicas. El modelo podría contribuir a la investigación del autismo, la esquizofrenia, la demencia y la parálisis cerebral, así como a la exploración de posibles tratamientos.
- ¿Cómo utilizaron los científicos los ratones humanizados para investigar la parálisis cerebral?
- Los investigadores interrumpieron el flujo de oxígeno al cerebro de los ratones y observaron lesiones similares a las que pueden presentarse en pacientes con parálisis cerebral. El objetivo es estudiar en vivo los efectos de la falta de oxígeno sobre las células humanas y explorar tratamientos para una condición que actualmente no tiene cura.
- ¿Cuándo comenzaría a probarse en humanos el tratamiento genético para el síndrome de Timothy?
- El equipo de Sergiu Pasca prevé comenzar los ensayos clínicos de un tratamiento genético para el síndrome de Timothy a finales de 2026 o principios de 2027. La terapia se desarrolló después de que los investigadores implantaran en ratas organoides creados a partir de las células de un niño con esta enfermedad genética.
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