Desarrollan miniórganos capaces de crear espontáneamente copas ópticas sensibles a la luz
Los organoides son diminutas estructuras en 3D derivadas de células madre que imitan la función de los órganos. Ahora, un equipo de investigadores constató cómo estos miniórganos, en este caso cerebrales, son capaces de desarrollar copas ópticas -que dan lugar a la retina- sensibles a la luz.
Los resultados de esta investigación se publican en la revista Cell Stem Cell y los autores señalan que estos organoides pueden ayudar a estudiar las interacciones entre el cerebro y el ojo durante el desarrollo embrionario.
Asimismo, contribuir a conocer trastornos congénitos de la retina y generar tipos de células específicas de esta membrana para hacer pruebas de medicamentos y terapias de trasplante.
Según este estudio, las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) humanas -capaces de dividirse de forma indefinida y convertirse luego en cualquier tipo de célula- pueden utilizarse para generar organoides cerebrales que contengan una estructura ocular denominada copa óptica, explica la revista en un comunicado.
Respecto de los organoides, desarrollaron espontáneamente estas copas ópticas bilateralmente simétricas desde la parte frontal de una región parecida al cerebro, "lo que demuestra la capacidad intrínseca de autodiseño de las iPSC en un proceso biológico altamente complejo".
Jay Gopalakrishnan, del Hospital Universitario de Düsseldorf (Alemania), señala que este trabajo pone de relieve "la notable capacidad de los organoides cerebrales para generar estructuras sensoriales primitivas que son sensibles a la luz y que albergan tipos de células similares a las que se encuentran en el cuerpo".
Muchos aspectos del desarrollo y las enfermedades del cerebro humano pueden estudiarse utilizando organoides cerebrales en 3D derivados de células madre pluripotentes, que pueden dar lugar a todos los tipos de células del organismo, detalla la nota.
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Hasta ahora, las copas ópticas y otras estructuras de la retina en 3D no se habían integrado funcionalmente en organoides cerebrales.
En cuanto al logro de esta hazaña, Gopalakrishnan y su equipo modificaron un protocolo que habían desarrollado previamente para convertir las iPSC en tejido neuronal.
En consecuencia, los organoides cerebrales humanos fueron capaces de formar copas ópticas, que aparecieron a los 30 días y maduraron como estructuras visibles en 50 días.
Este período es similar al del desarrollo de la retina en el embrión humano y podría hacer más eficientes ciertos tipos de experimentos de neurobiología del desarrollo, dicen los autores.
En 16 lotes independientes de cuatro donantes de iPSC, los investigadores generaron 314 organoides cerebrales, el 72 % de los cuales formaron copas ópticas, "lo que demuestra que el método es reproducible".
Estas estructuras contenían diversos tipos de células de la retina, que formaban redes neuronales eléctricamente activas que respondían a la luz.
Adicionalmente, se estableció que los organoides también contenían tejido del cristalino y de la córnea, y mostraban conectividad retiniana con regiones del cerebro.
Respecto de futuros estudios, los científicos planean desarrollar estrategias para mantener las copas ópticas viables durante largos períodos de tiempo, utilizándolas para investigar los mecanismos que causan trastornos de la retina.
