Con la ayuda de organoides cerebrales, los científicos de IMBA pudieron determinar que la esclerosis tuberosa, un raro trastorno genético del neurodesarrollo, surge del desarrollo en lugar de solo genéticamente. Con estos modelos de laboratorio del cerebro humano derivados de pacientes, identificaron el origen de laenfermedad a las células progenitoras específicas de los humanos.Los hallazgos, ahora publicados en Ciencia, muestra además que la patología de las enfermedades que afectan al cerebro humano solo puede entenderse bien utilizando modelos de organoides cerebrales derivados de humanos.
La complejidad del cerebro humano se debe en gran parte a que su desarrollo involucra procesos exclusivos de los humanos, muchos de los cuales aún acechan en los rincones más oscuros de nuestro conocimiento científico actual. El Complejo de Esclerosis Tuberosa TSC no es una excepción a este respecto, ya queDurante mucho tiempo se ha descrito como un trastorno principalmente genético basado en datos obtenidos de modelos animales.Ahora, una investigación de vanguardia del laboratorio Knoblich en IMBA Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria utiliza modelos de organoides cerebrales derivados de pacientes para"Nuestros hallazgos sobre la causa raíz del TSC nos llevaron a un tipo de célula progenitora específica del cerebro humano. Esto explica por qué la patología de esta enfermedad no pudo establecerse bien con otros modelos de laboratorio".explica el director científico de IMBA, Jürgen Knoblich, coautor correspondiente de la publicación.
En muchos pacientes afectados, el CET se manifiesta en forma de epilepsia grave y síntomas psiquiátricos como autismo y dificultades de aprendizaje. Morfológicamente, el CET se caracteriza por signos bien descritos que a menudo se encuentran en el cerebro de los pacientes. Entre ellos se encuentran tumores benignos presentes en unárea definida del cerebro, así como lesiones en la corteza cerebral, o "manto cerebral", llamados "tubérculos". Durante mucho tiempo, ambas aberraciones morfológicas se han atribuido a una causa genética. Sin embargo, los resultados del análisis de pacientesmuestras divergieron de la teoría predominante, principalmente en lo que respecta a los tubérculos."Para estudiar la esclerosis tuberosa, desarrollamos modelos organoides cerebrales de la enfermedad: cultivos celulares tridimensionales que usamos para modelar el cerebro y que podemos derivar de cualquier paciente".explica la coautora correspondiente Nina Corsini, investigadora asociada en el Grupo Knoblich en IMBA.
Para el estudio dirigido por Corsini y Knoblich, el equipo cultivó organoides cerebrales de varios pacientes afectados, un método que permite investigar los mecanismos moleculares y celulares que existieron en los cerebros de los pacientes en algún momento durante el desarrollo. "Con este enfoque,encontró que, al igual que en los cerebros de los pacientes, los organoides desarrollaron tumores y tenían áreas desorganizadas que parecían tubérculos de pacientes", explica Oliver Eichmüller, el primer autor del estudio. Sin embargo, recapitular la fisiopatología de una enfermedad es solo el primer paso para designarel culpable: "Al profundizar en las causas, descubrimos que ambas anomalías fueron desencadenadas por la proliferación excesiva de un tipo de célula específico del cerebro humano”, afirma Eichmüller. Estas células se denominaron progenitores interneuronales caudales tardíos, o células CLIPSon células que se encuentran durante la etapa de desarrollo del cerebro humano, pero no en animales como los ratones". Nuestro estudio muestra que nuestro cerebro es muy complejo, mucho más complicado.ex que los cerebros de la mayoría de los animales", dice Corsini.
Los científicos establecen paralelismos con otras enfermedades neuropsiquiátricas y del desarrollo neurológico, pero también con enfermedades malignas que afectan al cerebro humano, especulando que estas también podrían ser causadas por procesos de desarrollo específicos de los humanos. "Nuestros hallazgos sobre los principios específicos de los humanos en el desarrollo y la patología del cerebro podríantambién se aplican a otras enfermedades conocidas para las que no existen terapias hasta la fecha", afirma Knoblich.
Habiendo aparecido en los titulares de todo el mundo en 2013 por establecer organoides cerebrales humanos en IMBA, el laboratorio de Knoblich ya adaptó esta tecnología revolucionaria para estudiar procesos ocultos del desarrollo del cerebro humano, así como varias enfermedades que afectan al cerebro humano. Con sus hallazgos actuales, el equipoahora es capaz de arrojar luz sobre una de las vertientes sombrías de la neurociencia y la medicina."¡Claramente no nos detendremos aquí!", exclama Knoblich. "Como siguiente paso, nuestro objetivo es investigar más enfermedades neuropsiquiátricas adaptando aún más nuestra tecnología.¡Confiamos en que este modelo de laboratorio derivado de humanos finalmente nos ayudará a identificar mecanismos específicos humanos que se han pasado por alto durante demasiado tiempo!"
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por IMBA- Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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