Cerebros en miniatura se han creado en los tubos de ensayo por los científicos de células madre que dicen que podrían ayudar a combatir la heredó trastornos neurológicos. Varias de las estructuras huecas pequeñas, que medir tres a cuatro milímetros de diámetro, fueron creados como un modelo para ayudar a los científicos a aprender lo que hace que algunas personas desarrollan discapacidades neurológicas.
Aunque los investigadores habían crecido previamente astillas de tejido cerebral con células madre, el nuevo estudio es el primero en crear más complejas "organoids" 3D que se asemejan al cerebro de un embrión de nueve semanas de edad.
Cada una simuló la estructura en capas de un cerebro humano en desarrollo, que comprende varias regiones definidas como una corteza cerebral y del cerebro anterior.
Los expertos describieron el trabajo, que fue publicado en la revista Nature, como "audaz", "emocionante" y "sorprendente", pero añadió que el estudio tenía limitaciones.
"Decir que puede reproducir el funcionamiento del cerebro con un poco de tejido en un plato en un laboratorio es como inventar el primer ábaco y diciendo que se puede utilizar para ejecutar la última versión de Microsoft Windows", dijo el doctor Dean Burnett, profesor de psiquiatría de la Universidad de Cardiff. "Hay una conexión ahí, pero estamos muy lejos de ese tipo de aplicación aún."
Aunque no podían convertirse en un cerebro en pleno funcionamiento, debido en parte a los problemas de suministro de sangre, los investigadores dijeron que las estructuras podrían servir como una herramienta biológica para estudiar cómo se desarrolla el cerebro y revelar las causas genéticas de los trastornos cerebrales.
Por ejemplo, el equipo, dirigido por el Prof. Jürgen Knoblich del Instituto de Biotecnología Molecular de Austria, analizó un organoide pasado de las células madre de un paciente con microcefalia, un trastorno en el que el cerebro crece a un tamaño mucho más pequeño. Ellos encontraron que una mutación genética particular se había detenido las células madre del cerebro de hacer copias de sí mismos en un estadio temprano de lo habitual, haciendo que el órgano crezca a un tamaño más pequeño, y la condición puede ser evitado mediante la sustitución del gen defectuoso.
Los organoids también podría ser utilizado para examinar los efectos de nuevos medicamentos, en lugar de llevar a cabo experimentos en animales.
Los modelos fueron producidos mediante la colocación de las células madre en un gel que les permitió desarrollar en su estructura natural, y su transferencia a un biorreactor giratorio que anima a crecer.
Los científicos habían crecido previamente versiones similares del hígado, el intestino, glándula pituitaria y de los ojos, pero habían fracasado para producir una réplica del cerebro. Sin embargo, los mini-cerebros no pueden crecer más grande debido a la falta de suministro de sangre, y es poco probable que pudieran hacerse lo suficientemente complejo para modelar funciones complejas observadas en los cerebros más desarrollados.
"Hemos sido capaces de modelar una enfermedad que es la microcefalia", dijo Knoblich. "Pero en última instancia, nos gustaría pasar a los trastornos más comunes, como la esquizofrenia o el autismo. Estamos seguros de que podríamos ser capaces de modelar algunos de estos defectos."
