Un equipo de investigadores ha logrado trasplantar tejido cerebral humano en ratones que carecen de una parte clave de su cerebro, permitiendo que las células humanas crezcan y se integren en el sistema nervioso de los animales. Este avance, publicado el 16 de septiembre en la revista Nature, representa la integración más extensa de células cerebrales humanas en un animal hasta la fecha.
El estudio, liderado por Sergiu Pașca, neurocientífico de la Universidad de Stanford en California, supera obstáculos que durante mucho tiempo han frenado la investigación de enfermedades neuropsiquiátricas en tejido cerebral cultivado en laboratorio. “Ahora tenemos un sistema nuevo y muy poderoso” para entender “qué hace único al cerebro humano y por qué es tan susceptible a enfermedades”, afirma Pașca.
Un híbrido humano-ratón para estudiar enfermedades
La estrategia experimental consiste en modificar genéticamente a ratones para que las células precursoras que formarían la corteza cerebral no sobrevivan, dejando vacía parte de la cavidad craneal. Luego, se implanta tejido cerebral humano en esos espacios libres. Sin competencia por el espacio, las células humanas proliferan y se conectan con las neuronas del ratón.
Entre dos y tres meses después del implante, el tejido humano se expandió casi cinco veces, llenando más del 90% del espacio vacante y enviando proyecciones profundas hacia la médula espinal de los roedores. Además, el tejido desarrolló neuronas especializadas, incluidas células similares a las neuronas de von Economo, un tipo celular vinculado a la cognición social en humanos y otros animales, que nunca antes se habían generado en una placa de laboratorio.
“Se cree que estas células son las más susceptibles a los trastornos neurodegenerativos, en particular a la demencia frontotemporal”, señala Pașca.
Implicaciones para la investigación neuropsiquiátrica
Este modelo híbrido ofrece una forma sin precedentes de probar fármacos y estudiar enfermedades que implican un desarrollo cerebral anormal, como la parálisis cerebral. Los organoides cerebrales humanos, que son grupos de neuronas cultivadas a partir de células madre en placas de Petri, han permitido vislumbrar el desarrollo neurológico temprano, pero carecen de vasos sanguíneos y de un cuerpo que envíe y reciba señales.
En 2022, el equipo de Pașca demostró que trasplantar organoides cerebrales humanos en ratas recién nacidas permitía que las neuronas maduraran y se conectaran a las vías sensoriales. Dos años después, utilizaron esas ratas para evaluar la eficacia de fármacos llamados oligonucleótidos antisentido contra el síndrome de Timothy, una enfermedad genética grave vinculada al autismo y la epilepsia.
Sin embargo, en esos modelos anteriores, los injertos humanos competían con el tejido cerebral de la rata, que crecía rápidamente y ocupaba la mayor parte del espacio disponible. La innovación clave del nuevo estudio fue eliminar esa competencia, lo que permitió que las células humanas se desarrollaran plenamente.
Consideraciones éticas y de seguridad
La creación de híbridos humano-ratón, o quimeras, puede generar inquietud y plantear cuestiones éticas. No obstante, los investigadores aseguran que se tomaron precauciones exhaustivas. El trabajo fue revisado por paneles de bioética independientes, según Pașca. Además, el momento del procedimiento —realizado días después del nacimiento de las crías, cuando el cableado cerebral básico ya está establecido— garantiza que las células humanas no puedan hacerse cargo del pensamiento complejo, explica Madeline Lancaster, neurobióloga del desarrollo de la Universidad de Cambridge, quien no participó en el estudio.
De hecho, las pruebas de comportamiento revelaron que el tejido humano no mejoró la inteligencia de los roedores. “El objetivo aquí claramente no es crear un ratón superinteligente, ni lo sería”, dice Lancaster. “El objetivo es tener tejido cerebral humano dentro de un entorno corporal realista para empezar a usarlo y comprender la neurobiología y las enfermedades neurológicas humanas”.
Este avance abre nuevas vías para estudiar trastornos como el autismo, la epilepsia, la demencia frontotemporal y la parálisis cerebral, y para probar tratamientos en un contexto más similar al humano. Sin embargo, también subraya la necesidad de un debate continuo sobre los límites éticos de la investigación con quimeras.
