Harvard Mantiene Minicerebros Humanos Vivos por Años, Abriendo Nuevas Rutas para Terapias Cerebrales

Avance Sin Precedentes: Organoides Cerebrales Humanos Funcionan por Más de Cinco Años en Laboratorios de Harvard

Investigadores de la Universidad de Harvard han anunciado el desarrollo de una técnica pionera que permite cultivar minicerebros humanos, o “organoides cerebrales”, y mantenerlos activos y en desarrollo durante un periodo sin precedentes de más de cinco años. Este logro, detallado en un estudio publicado en la  revista Nature, representa una verdadera revolución en la forma en que la comunidad científica aborda el estudio del cerebro humano y sus complejas patologías.

Hasta ahora, uno de los mayores desafíos en la investigación con organoides cerebrales había sido su limitada longevidad. Los modelos previos apenas lograban sobrevivir unos pocos meses, con el récord anterior situado en 694 días, reportado en 2021. Esta barrera temporal restringía la capacidad de los científicos para observar y comprender procesos de desarrollo cerebral a largo plazo, así como el surgimiento y la progresión de enfermedades neurológicas y psiquiátricas que se manifiestan en etapas posteriores de la vida.

El equipo de científicos de Harvard, liderado por la profesora Paola Arlotta, Golub Family Professor of Stem Cell and Regenerative Biology y autora principal del estudio, junto con coautoras como Noelia Antón-Bolaños, ha superado esta limitación. Lograron cultivar organoides derivados de células madre humanas, obtenidos incluso de viales de sangre, optimizando las condiciones de crecimiento para extender la viabilidad de las neuronas excitatorias más allá de los límites conocidos. Los organoides, descritos como “grumos de células cerebrales del tamaño de un grano de pimienta”, cada uno conteniendo más de un millón de células de la corteza cerebral, fueron mantenidos en laboratorio por más de un lustro.

Un Modelo Fiel del Desarrollo Cerebral Humano

Lo más destacable de este avance no es solo la longevidad de los organoides, sino también su capacidad para replicar fielmente las etapas de desarrollo del cerebro humano. Los investigadores monitorearon la actividad de los organoides con secuenciación de ARN unicelular en múltiples puntos temporales a lo largo de cinco años. Descubrieron que las células de los organoides modelaban con precisión la secuencia de desarrollo molecular del cerebro humano durante la gestación y los primeros años de vida. Incluso mostraron signos de desarrollo postnatal, siguiendo la misma cadencia que el cerebro humano natural.

El estudio reveló que, a medida que los organoides envejecían, “retenían una memoria de los pasos de desarrollo ya realizados”. Mediante la combinación de células cerebrales jóvenes y maduras en un mismo organoide (organoides quiméricos), los científicos demostraron que las células pueden recordar el tiempo transcurrido y saltarse etapas intermedias de desarrollo, produciendo tipos de neuronas avanzadas en un tiempo significativamente menor. Los relojes biológicos, entrenados con datos humanos reales, confirmaron que las edades moleculares y cronológicas de los organoides se correlacionaban con el tiempo transcurrido in vitro, paralelizando el envejecimiento epigenómico in vivo.

Implicaciones Transformadoras para la Investigación y Terapias

Este logro abre un abanico de oportunidades sin precedentes para la investigación neurocientífica. La capacidad de mantener tejidos cerebrales en un estado funcional y en desarrollo por tanto tiempo significa que los científicos pueden ahora:

• Estudiar el desarrollo cerebral a largo plazo: Investigar cómo se forman y maduran las complejas estructuras cerebrales a lo largo de años, algo imposible con modelos anteriores.
• Profundizar en enfermedades neurológicas y psiquiátricas: Obtener una comprensión más profunda de cómo surgen y progresan afecciones como el autismo, el Alzheimer, el Parkinson y la esquizofrenia, muchas de las cuales tienen componentes genéticos importantes y se manifiestan en etapas avanzadas.
• Desarrollar y probar nuevas terapias: Utilizar estos modelos para evaluar la eficacia y seguridad de fármacos antes de los ensayos clínicos en humanos, lo que podría acelerar el descubrimiento de tratamientos para afecciones cerebrales para las que, durante décadas, “nada funcionó”.
• Reducir la brecha con modelos animales: Los organoides cerebrales ofrecen un modelo in vitro prometedor que puede acercar los resultados obtenidos en modelos animales a los pacientes humanos.

La profesora Paola Arlotta ha enfatizado que este trabajo demuestra que es posible no solo mantener estos organoides vivos en cultivo, sino también que “continúen cambiando, desarrollándose y madurando durante períodos de tiempo que nunca antes se habían alcanzado”. Esto representa una “nueva técnica que abre la puerta a innumerables otros” descubrimientos y un “renacimiento para la biomedicina”, según los expertos.

Aunque la espera de cinco años para madurar organoides puede parecer poco práctica para algunos, el avance en la modificación del medio de cultivo para potenciar la actividad neuronal y la maduración ofrece caminos para optimizar el proceso. Este logro subraya el papel fundamental de las nuevas técnicas en el progreso científico, prometiendo una era de descubrimientos sin precedentes en la comprensión y tratamiento del cerebro humano.

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