Un equipo de investigadores de Stanford ha desarrollado unos ratones capaces de incorporar neuronas humanas en regiones de su cerebro donde, por modificación genética, no se había desarrollado la corteza cerebral. El experimento abre una nueva vía para estudiar cómo funcionan las neuronas humanas dentro de un cerebro vivo y, especialmente, para analizar alteraciones asociadas a enfermedades neurológicas. Para Lluis Montoliu, biólogo e investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología, el trabajo supone un avance científico "sorprendente" y se sitúa en "la frontera de los desarrollos científicos". El interés del modelo, explica en Redacción Médica, no está únicamente en conseguir que células humanas sobrevivan dentro de un animal, sino en la posibilidad de utilizar en el futuro neuronas procedentes de pacientes para estudiar qué ocurre cuando esas células están afectadas por una enfermedad.
El procedimiento parte de ratones modificados genéticamente para que no desarrollen la corteza cerebral y el hipocampo. Pocos días después del nacimiento, los investigadores introducen en ese espacio tejido cortical y neuronas obtenidas a partir de organoides cerebrales humanos: "Lo que sucede es que estos ratones incorporan esas neuronas y desarrollan la corteza cerebral que les falta a partir de las neuronas humanas".
El resultado convierte a estos animales en quimeras. "Es algo así como decir que tenemos un ratón donde una parte del cerebro es de origen humano y no de ratón", señala el investigador. Y es que una de las observaciones que más llama la atención es que los animales sobreviven y recuperan capacidades que los ratones sin corteza no presentan. Según Montoliu, parecen capaces de realizar funciones propias de un ratón y de resolver determinados problemas que los animales carentes de esa región cerebral no podían resolver.
Del organoide al cerebro de un animal vivo
La principal utilidad que Montoliu ve en esta tecnología está relacionada con una limitación actual de la investigación neurológica: estudiar neuronas humanas aisladas permite observar muchas de sus características, pero ofrece información limitada sobre cómo funcionan dentro de un cerebro completo.
Los investigadores pueden obtener células de una persona y generar a partir de ellas organoides cerebrales, pequeños modelos formados por grupos de células nerviosas. Sin embargo, un organoide no reproduce todas las estructuras ni todas las funciones de un cerebro humano.
"El problema con los organoides es que las preguntas funcionales que le puedes hacer a esas neuronas son muy limitadas", apunta Montoliu. En cambio, al integrar esas células en el cerebro de un animal, los investigadores pueden estudiar su comportamiento en un entorno biológico más complejo. "El tipo de preguntas que le puedes hacer a esas neuronas y puedes valorar cómo responde el ratón es mucho más detallado, mucho más pormenorizado", añade.
El siguiente paso: enfermedades neuronales
El experimento presentado utiliza neuronas humanas sanas, pero el verdadero interés para la investigación de enfermedades estaría en reproducir el procedimiento con células procedentes de personas que padecen determinadas patologías.
La idea permitiría generar neuronas a partir de células de pacientes, integrarlas posteriormente en estos animales y observar cómo funcionan dentro de un cerebro vivo. De esta manera, los investigadores podrían buscar alteraciones asociadas a enfermedades como el autismo, la esquizofrenia o diferentes enfermedades neurodegenerativas.
"El futuro lo veo, si somos capaces de reproducir el experimento, en un futuro podría convertirse en una validación de las anomalías que están asociadas a las neuronas en cada una de estas patologías", señala Montoliu.
La misma estrategia podría tener aplicaciones en el desarrollo de tratamientos. Si un animal contiene neuronas humanas que reproducen determinadas alteraciones de una enfermedad, podría utilizarse para estudiar si una intervención modifica esas alteraciones y qué efectos produce. "Ese animal puede ser sometido a tratamientos que sean propuestos para valorar su seguridad y su eficacia", afirma Montoliu.
Pero Montoliu subraya que todavía queda camino por recorrer. El procedimiento es técnicamente muy complejo y necesita ser reproducido por otros grupos de investigación antes de convertirse en una herramienta habitual. También serían necesarios los correspondientes permisos y evaluaciones éticas para realizar este tipo de experimentos en Europa.
La frontera ética
Precisamente el hecho de introducir un número importante de células humanas en el cerebro de un animal plantea preguntas que van más allá de la utilidad científica. La cuestión, según Montoliu, es determinar si esa presencia de neuronas humanas puede modificar de alguna manera sus capacidades y, en consecuencia, si debería recibir una consideración diferente a la de un ratón convencional.
"¿Cuál es el estatus de ese ratón? ¿Es un ratón como cualquier otro ratón o es un ratón que tiene que tener un estatus legal o unas consideraciones distintas por el hecho de tener un buen número de neuronas humanas?", plantea. En este escenario, puedo considerar la posibilidad de que la incorporación de tejido humano pueda modificar características cognitivas del animal. "¿Es un ratón que pensamos que puede desarrollar conciencia o algo parecido a la conciencia?", pregunta el investigador.
Precisamente, la incertidumbre sobre hasta dónde pueden llegar estas modificaciones es uno de los aspectos que, para Montoliu, exige estudiar cuidadosamente los límites de la tecnología. "Hemos abierto una caja de Pandora. Tenemos que analizarlo en detalle antes de que estas metodologías se extiendan, se popularicen y se puedan hacer de forma más o menos rutinaria", concluye Montoliu.