Por primera vez, los investigadores han Modelos 3D del cerebro. creados que contienen diferentes tipos de células de varias personas 1. Estos organoides de “aldea en un cuenco” podrían ayudar a revelar por qué la respuesta del cerebro a las drogas varía de persona a persona.

Otros equipos han creado cortes 2D de células cerebrales de más de un donante humano. 2, pero este trabajo informa sistemas 3D robustos adecuados para la investigación.

"Es una tecnología y un enfoque realmente poderosos", afirma Tomasz Nowakowski, biólogo de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el estudio. Es probable que muchos grupos utilicen este método, añade. "Es una obra maestra técnica".

Estos cultivos quiméricos, que los autores denominan quimeroides, combinan células de hasta cinco donantes. Las versiones futuras podrían albergar células de cientos de personas. "¿Qué pasaría si algún día pudiéramos usar quimeroides como avatares para predecir respuestas individuales a nuevas terapias antes de probarlas en un ensayo? Me gusta imaginar ese futuro", dice Paola Arlotta, bióloga de células madre de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y autora principal del estudio publicado hoy enNaturalezafue publicado.

Se necesita un pueblo

Los sistemas modelo llamados organoides imitan la composición celular de los órganos. como intestinos y pulmones. Los investigadores los elaboran bañando células madre de un donante humano en un cóctel de sustancias químicas formulado con precisión, que estimula a las células madre a desarrollarse en todos los tipos de células típicamente presentes en un órgano determinado. Las condiciones de cultivo también alientan a las células a unirse en una forma tridimensional compleja.

Los organoides cerebrales crecen particularmente lentamente y son difíciles de manejar, y los investigadores están buscando mejores formas de producirlos. Un enfoque consistió en combinar células de múltiples donantes en un solo organoide. Los grupos de células de donantes múltiples podrían ser más fáciles de manejar y capturar una amplia variedad de genética humana en un solo modelo. Sin embargo, debido a que las células madre madre crecen a diferentes ritmos, inevitablemente las líneas de rápido crecimiento toman el control.

De muchos, uno

El truco, informan Arlotta y sus colegas, consiste en crear primero una serie de organoides de un solo donante. A medida que maduran, las células de todos los organoides asumen tasas de crecimiento similares. Al homogeneizar estas estructuras y agrupar las células, es posible desarrollar un organoide compuesto. Los quimeroides de los autores se han expandido a unos 3-5 milímetros después de tres meses y contienen los mismos tipos de células presentes en el tejido cortical fetal.

"Este es un avance realmente grande", dice Robert Vries, director general de la empresa de investigación de organoides HUB Organoids en Utrecht, Países Bajos. La comunidad que estudia el sistema nervioso central "realmente necesita más sistemas organoides".

Los quimeroides deberían permitir a los investigadores determinar si los fármacos tendrán efectos diferentes en diferentes personas. Como caso de prueba, el equipo trató los organoides de donantes múltiples con fármacos neurotóxicos. El etanol, que causa el síndrome de alcoholismo fetal, redujo la cantidad de células en una línea celular de un solo donante. Las células de este donante crecieron más rápido cuando se combinaron con ácido valproico, un fármaco antiepiléptico que se asocia con un mayor riesgo de Trastorno del espectro autista está asociado con los niñosen el úteroentró en contacto con él.

Dolores de crecimiento

Sin embargo, será necesario un cuidadoso trabajo de seguimiento para garantizar que los efectos observados en los modelos quiméricos surjan de la genética de una línea celular particular y no de una interacción entre células muy agrupadas, advierte Vries.

La producción de quimeroides también requiere mucha mano de obra, añade Nowakowski, que estudia el modelo en su laboratorio. Pero los sistemas automatizados de cultivo celular deberían aliviar la carga de trabajo y hacer que estos modelos sean adecuados para experimentos más eficientes sobre enfermedades cerebrales.