Un equipo de investigación de la Universidad de California en San Diego realizó un experimento implantando un organoide de cerebro (minicerebro) humano en ratones. Sorprendentemente, el organoide pudo detectar impulsos visuales. Los detalles del hallazgo fueron publicados en Nature Communications.
Los organoides se definen como versiones pequeñas y simplificadas de un órgano producido in vitro mediante microanatomía. Esta es la primera vez que un experimento de este tipo arroja resultados positivos. El equipo demostró que los organoides implantados en el cerebro humano pueden conectarse con la corteza cerebral del animal.
“Nuestro trabajo proporciona un enfoque multimodal único para estudiar la evolución de la actividad organoide y su integración funcional con la corteza circundante durante su maduración in vivo”, afirmó el neurocientífico Duygu Kuzum, director del estudio.
Los autores buscan conocer el potencial clínico del uso de organoides en el futuro de los trasplantes de organoides humanos funcionalmente integrados.
El experimento
Para observar los resultados del experimento, primero colocaron un electrodo de grafeno transparente sobre las células organoides. Combinado con imágenes de dos fotones, esto les permitió estudiar el tejido cerebral hasta un milímetro de espesor.
Los científicos pudieron observar cómo los vasos sanguíneos en el cerebro del ratón ingresaban al organoide y comenzaban a alimentarlo de la manera que sus células necesitan para sobrevivir. Los sensores de electrodos capturaron su actividad neuronal y la corteza visual nativa del cerebro del ratón.
El experimento mostró que los destellos de luz frente a los ojos del ratón iban acompañados de la actividad de los tejidos organoides. Esta es la primera vez que se ve a un cerebro artificial reaccionar de esta manera.
“Esta configuración experimental ofrece oportunidades sin precedentes”, dijo Kuzum, en el comunicado de prensa de la universidad. Ahora se pueden investigar las disfunciones a nivel de la red neuronal humana que subyacen a las enfermedades cerebrales del desarrollo.
Objetivos realistas
En 2021, un experimento llegó a los titulares cuando un organoide cerebral comenzó a desarrollar estructuras oculares rudimentarias. Sin embargo, la viabilidad de lograr una «visión» funcional en un cerebro desarrollado en laboratorio aún está muy lejos.
Implantar un tejido cerebral humano cultivado a partir de células madre en una corteza visual desarrollada, por otro lado, podría ser un objetivo más realista. Los estudios han logrado esto antes en roedores, pero ha sido más difícil determinar si el injerto está recibiendo activamente información del resto del cerebro.
Los electrodos de metal convencionales no brindan un campo de visión claro al cerebro. Esto significa que los científicos tienen que quitar los electrodos para ver correctamente la corteza sensorial, lo cual puede interferir con el éxito de un injerto de tejido.
Los electrodos transparentes ayudan a resolver ese problema. Usando una técnica de imágenes fluorescentes bajo el microscopio, los investigadores han demostrado que los pulsos de luz son capaces de estimular los organoides humanos trasplantados dentro del cerebro de un ratón.