Un equipo liderado por el Centro de Oncología Pediátrica Princesa Máxima y el Instituto Hubrecht (Países Bajos) generó pequeños modelos cerebrales en 3D -organoides- a partir del cuerpo cerebral fetal humano. Hoy en día, estos organoides cerebrales, que trabajan para asimilar órganos reales a escala miniatura, se cultivan en el laboratorio utilizando células madre pluripotentes o embrionarias.

La nueva técnica, publicada en la revista ‘Cell’, habilita regiones de salud cerebral Sean habilidades de autoorganización en estructuras cerebrales tridimensionales.. Los autores utilizan estos organoides y la herramienta CRISPR-Cas9 para simular el desarrollo de un tipo de tumor cerebral, el glioblastoma, y ​​ver cómo responde a diferentes fármacos.

Los organoides tienen características y un nivel de complejidad que permiten modelar científicamente las funciones de un organismo en el laboratorio. Puedes entrenarlo directamente desde las células de una prenda de vestir. Los científicos también pueden «guiar» las células madre (que se reúnen en embriones o en ciertos tejidos adultos) para que puedas desarrollarlo hasta que se convierta en el organismo que dices estudiar.

Hoy en día, los organoides cerebrales se cultivan en el laboratorio induciendo a células madre embrionarias o pluripotentes a crear estructuras que representan diferentes áreas del cerebro. Utilizando una mezcla específica de moléculas, intente imitar el desarrollo natural del cerebro y pruebe el «receta“Para cada café se necesita mucha investigación.

Los investigadores, encabezados por Delilah Hendriks, Hans Clevers y Benedetta ArtegianiSe sorprendió al descubrimiento de que el uso de pequeños trozos de tejido cerebral fetal en lugar de células individuales fue vital para el desarrollo de minicerebros.

Los investigadores saben que se utiliza el cuerpo fetal humano se deriva de material de aborto sano, entre las semanas de gestación 12 y 15, de donantes completamente anónimos. Las mujeres anónimas donarán voluntariamente la prenda y darán su consentimiento previo. Información que indique que el material se utiliza únicamente con fines de investigación y que la investigación incluye la compresión de cómo se cultivan normalmente los organismos, incluida la capacidad de cultivar células derivadas del material donado.

“Ahora podemos obtener organoides de la mayoría de los órganos humanos, pero no del cerebro; Es realmente conmovedor que ahora también podamos superar este obstáculo”, añadió Clevers.

Para crear otros miniorganismos como el intestino, es normal que el cuerpo original se descomponga en células individuales. Mientras trabajaba con pequeños trozos de tejido cerebral fetal, el equipo descubrió que estos trozos pueden autoorganizarse en organoides.

Los organoides cerebrales eran aproximadamente del tamaño de un grano de agua.z. La composición tridimensional del cuerpo era completa y contenía diferentes tipos de células cerebrales.

Cerebro humano

Los científicos saben que los organoides cerebrales contienen muchas láminas radiales externas, un tipo de célula que se encuentra en los humanos y en nuestros ancestros evolutivos. Esto representa la similitud de los organoides con el cerebro humano y su uso en el estudio.

Las partes de desgaste del cerebro también producen proteínas que forman la matriz extracelular, una especie de “andamio” cerca de las células.

Imagen - Ahora podemos estudiar más fácilmente cómo se desarrolla el cerebro ampliando y observando los diferentes tipos de células del papel y su futuro.

Ahora podemos estudiar más fácilmente cómo desarrollar el cerebro en desarrollo y observar el papel de los diferentes tipos de células y su futuro.

Benedetta Artegiani

Centro de Oncología Pediátrica Princesa Máxima

“Los organoides cerebrales obtenidos del cuerpo fetal son una nueva herramienta valiosa para estudiar el desarrollo del cerebro humano. Ahora podemos estudiar más fácilmente cómo desarrollar el cerebro en desarrollo y observar el papel de los diferentes tipos de gafas y su futuro”, escribe Benedetta Artegiani.

“Nuestro nuevo modelo cerebral derivado del cuerpo nos permite comprender mejor cómo el cerebro regula la identidad celular. «También podríamos ayudar a comprender cómo los errores en este proceso pueden provocar infecciones del desarrollo neurológico como la microcefalia, así como otras infecciones que pueden surgir del desarrollo neurológico, incluido el cáncer cerebral infantil».

El equipo sugiere que estas proteínas pueden ser la razón por la cual los cuerpos cerebrales pueden autoorganizarse en estructuras cerebrales tridimensionales. La presencia de la matriz extracelular en los organoides permite estudiar más a fondo el entorno de las células cerebrales y tener éxito cuando esto sale mal.

Los organoides podrían tener un papel importante en el desarrollo de moléculas rojas implicadas en el desarrollo del cerebro

Los investigadores también están descubriendo que los organoides derivados de tejidos tienen características diferentes de la región específica del cerebro de la que se derivan. Entonces, responde a las moléculas de señalización que saben que tienes un papel importante en el desarrollo del cerebro. Esto sugiere que los organoides derivados de tejidos podrían desempeñar un papel importante en el desarrollo del complejo de moléculas rojas implicadas en el desarrollo del cerebro.

Dada la capacidad de los organoides derivados de tejidos para crecer rápidamente, el equipo investigó su potencial continuo en el modelo de cáncer cerebral.

Entonces, uso el Técnica de edición de genes CRISPR-Cas9 introducir errores en el conocimiento del cáncer TP53 en una pequeña cantidad de células organoides. En tres meses, las células con el TP53 defectuoso fueron completamente superadas por las células sin el organoide, lo que significa que habían adquirido una ventana de crecimiento, una característica típica de las células cancerosas.

Imagen: ahora podemos obtener organoides de la mayoría de los órganos humanos, pero no del cerebro

Ahora podemos obtener organoides de la mayoría de los organismos humanos, pero no del cerebro.

Hans inteligente

Centro de Oncología Pediátrica Princesa Máxima e Instituto Hubrecht

Seguimos utilizando CRISPR-Cas9 para desactivar tres genes infectados por glioblastoma tumoral cerebral: TP53, PTEN y NF1. Además, utilice estos organoides mutantes para observar su respuesta a los medicamentos contra el cáncer existentes.

Estos experimentos demuestran el potencial de los organoides para que la investigación de fármacos contra el cáncer produzca ciertos fármacos con mutaciones genéticas específicas.

Los organoides derivados del tejido continúan creándose en un plato durante más de seis meses. Esto es importante para que los científicos puedan multiplicarse, ya que les permite cultivar muchos organoides similares a partir de un tejido vegetal.

“Estos son nuevos organoides derivados del tejido fetal que pueden ser ofrecer nuevos conocimientos sobre qué da forma a las diferentes regiones del cerebro y qué crea la diversidad celular. Nuestros organoides son una adición importante al campo de los organoides cerebrales, que pueden complementar los organoides existentes desarrollados a partir de células madre pluripotentes. Esperamos aprender otros modelos para decodificar la complejidad del cerebro humano”, dijo Hendriks.

“Poder seguir la creatividad y utilizar los organoides cerebrales del cuerpo fetal también significa que podemos aprender todo lo posible a partir de material tan valioso. Estamos entusiasmados de explorar el uso de estos nuevos organoides tisulares para nuevos descubrimientos sobre el cerebro humano”, añadió Hendriks.

Las minitumuras con cambios en la generación de glioblastoma también tienen capacidades de multiplicación., manteniendo la misma combinación de mutaciones. Esta característica significa que los científicos pueden realizar experimentos repetidos con organoides derivados de tejidos, aumentando la confiabilidad de sus experimentos.

Los investigadores afirman explorar más a fondo el potencial de sus nuevos organoides cerebrales derivados del cuerpo. También está previsto continuar su trabajo con los bioéticos, mientras participa en la puesta en marcha de esta investigación, para guiar el desarrollo y futuras aplicaciones de nuevos organoides cerebrales.

Clevers considera que “este estudio ha contribuido significativamente a los campos de la investigación de organoides y cerebro. Desde que aterrizamos por primera vez organoides intestinales humanos en 2011, es fantástico ver que la tecnología es realmente inútil. Así, se desarrollaron organoides para todos los órganos del cuerpo humano, siempre que sean infiernos, incluyendo un número para cada «mayor número de tumores infantiles».