Unos miniorganoides fabricados en el laboratorio permite a los investigadores comprender y analizar qué sucede con las primeras etapas una enfermedad incurable, como es la esclerosis lateral amiotrófica, mucho antes de que comiencen los síntomas, y para detectar fármacos potenciales.
La esclerosis lateral amiotrófica o ELA a menudo se superpone con la demencia frontotemporal (ALS / FTD) y puede afectar a las personas jóvenes de alrededor de 40 a 45 años. Esta enfermedad causa síntomas devastadores como de debilidad muscular, con cambios en la memoria, el comportamiento y la personalidad.
Desde hace ya tiempo, Universidad de Cambridge, utilizan los organoides para recuperar hígados dañados, estudian la infección por Sars-Cov-2 de los pulmones y modelar las primeras etapas del embarazo, entre muchas otras áreas de investigación.
Para generar estos órganos diminutos se obtienen células de la piel de un paciente y se reprograman las células para convertirlas en célula madre, una etapa muy temprana de desarrollo que tiene el potencial de convertirse en la mayoría de los tipos de células.
Posteriormente, se pueden recrear en cultivos en formato 3D que imitan elementos concretos de un órgano. Como muchas enfermedades son causadas en parte por defectos en nuestro ADN, esta técnica permite a los investigadores comprobar cómo los cambios celulares, a menudo asociados con estas mutaciones genéticas, producen la enfermedad.
Ahora, los científicos del Centro John Van Geest para la Reparación del Cerebro de la Universidad de Cambridge han empleado células madre usadas derivadas de pacientes que sufren de ALS / FTD para cultivar organoides cerebrales.
En los hallazgos publicados hoy en «Nature Neuroscience», el equipo de Cambridge informa que los organoides se cultivaron durante 340 días, tiempo que no se había conseguido con anterioridad, con un límite de 240 días.
Aunque esta no es la primera vez que se han creado mini cerebros de pacientes con enfermedades neurodegenerativas, la mayoría de los esfuerzos solo han podido cultivarlos para un espacio de tiempo relativamente corto, lo que representa un espectro limitado de trastornos relacionados con la demencia.
Los organoides son semejantes a las partes de la corteza cerebral humana encuanto a su desarrollo embrionarios y fetal, su arquitectura 3D, su diversidad de tipo celular y sus interacciones de células celulares.
András Lakatos, autor principal que dirigió la investigación en el Departamento de Neurociencias Clínicas de Cambridge, señala: «Las enfermedades neurodegenerativas son trastornos muy complejos que pueden afectar a muchos tipos de células diferentes y estas células interactúan en diferentes momentos a medida que avanza las enfermedades».
«Para desentrañar esta complejidad necesitamos modelos que sean más reales y que imiten la composición de las poblaciones de células cerebrales humanas en las que ocurren típicamente las variaciones anormales, y esto es lo que ofrece nuestro enfoque. No solo podemos ver lo que puede suceder desde el principio en la enfermedad, mucho antes de que un paciente pueda experimentar ningún síntoma, pero también podemos comenzar a ver cómo se inician los cambios negativos con el tiempo en cada célula».
Usando este enfoque, Szebénnyi y sus colegas observaron los cambios que se producen en las células de los organoids en una etapa muy temprana, incluidos el estrés celular, el daño al ADN y los cambios en la forma en que se transcribe el ADN en proteínas.
Estos cambios afectaron a esas células nerviosas y otras células cerebrales conocidas como Astroglia, que orquestan movimientos musculares y habilidades mentales.
«Aunque estas perturbaciones iniciales fueron sutiles, nos sorprendió cómo ocurrieron los cambios tempranos en nuestro modelo humano de ALS / FTD», agregó Lakatos. «Estos y otros estudios recientes sugieren que el daño puede comenzar a acumularse tan pronto como nacemos. Necesitaremos más investigación para comprender si esto es, de hecho, el caso, o si este proceso se presenta en los organoides por las condiciones artificiales del laboratorio»
Lakatos concluye que debido a que «actualmente no tenemos opciones muy efectivas para tratar ALS / FTD, y si bien hay mucho más trabajo por hacer, después de nuestro descubrimiento, al menos ofrece la esperanza de que pueda ser posible prevenir o disminuir la el proceso de la enfermedad».
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Fuente: ABC
