Un equipo de científicos de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, logró cultivar organoides cerebrales —miniaturas tridimensionales del cerebro humano desarrolladas en laboratorio— durante casi seis años, el período más largo registrado hasta la fecha. Estas estructuras demostraron ser capaces de registrar el paso del tiempo y preservar una memoria celular de su etapa de desarrollo, un hallazgo que abre nuevas puertas para la neurociencia.
Este avance resulta fundamental para estudiar las fases posnatales del cerebro humano, un órgano que requiere aproximadamente 20 años para madurar por completo y que se desarrolla dentro del cráneo, lo que dificulta su observación directa. Hasta ahora, la mayoría de los experimentos con organoides se limitaban a períodos de semanas o meses.
El estudio, difundido en la revista Nature, describe dos logros principales: la extendida duración del cultivo y la capacidad funcional de estos sistemas derivados de células madre. Los investigadores comprobaron que los organoides podían detectar el transcurso del tiempo de desarrollo y recuperar esa información posteriormente.
Para dimensionar el reto, el cerebro humano contiene 86 mil millones de neuronas y billones de conexiones, todo dentro de una masa de grasa, proteínas y agua de apenas 1,4 kilogramos. Su maduración es mucho más lenta que la de la mayoría de otras especies, lo que añade una capa extra de complejidad experimental.
Los organoides mostraron maduración comparable al cerebro real
Para analizar la evolución de decenas de organoides, el equipo empleó mediciones genéticas, técnicas de imagen y registros electrofisiológicos. De manera crucial, recurrieron a marcadores de ADN como relojes epigenéticos para demostrar que las muestras cultivadas maduraban de forma similar a los cerebros reales.
No todas las células sobrevivieron por igual dentro de los organoides, pero la mayoría de las grandes familias celulares exhibió una maduración molecular sostenida durante todo el experimento, coincidiendo con procesos observados en el organismo.
Entre las células que emergieron durante el desarrollo se encuentran los astrocitos, con forma estrellada, que contribuyen a mantener la barrera hematoencefálica. También aparecieron los oligodendrocitos, responsables de producir la vaina de mielina que aísla las fibras nerviosas.
Los investigadores detectaron una disminución progresiva de las neuronas, células frágiles pero esenciales para las funciones cerebrales. A pesar de esta reducción, comprobaron que poblaciones neuronales podían sobrevivir en cultivo durante casi seis años. Además, identificaron una forma de preservarlas mejor: mantenerlas en actividad espontánea, algo similar a realizar ejercicio de manera regular. Este régimen se sostuvo con un medio de cultivo especializado que replica con mayor exactitud el entorno químico del sistema nervioso central.
Las células conservaron memoria de su edad
La pregunta central del estudio fue cómo registran las células cerebrales el paso del tiempo. Los autores propusieron que existe
un reloj intrínseco celular que fija el ritmo del desarrollo cerebral, aunque sus mecanismos moleculares y su significado funcional todavía deben aclararse
.
Para probar esta idea, separaron organoides de distintas edades en sus células constitutivas y luego las reensamblaron en «quimeroides», estructuras formadas por componentes de diferentes edades. Estos quimeroides conservaron una memoria celular de su historial de desarrollo, incluso después de haber sido desagregados y reunidos nuevamente.
Un ejemplo fue particularmente revelador: un quimeroide compuesto por células viejas produjo descendencia acorde con esa edad, como astroglias, aunque solo había madurado durante 15 días tras el reensamblaje. Cuando esas células se mezclaron con otras más jóvenes, el estado molecular se desplazó parcialmente hacia una condición más joven, pero sin borrar las huellas de su pasado.
Cuando progenitores viejos se obtuvieron a partir de células viejas reagrupadas, «recordaron» el tiempo transcurrido en cultivo y omitieron etapas ya completadas. Así, generaron en dos semanas una descendencia que, de otro modo, habría necesitado dos meses.
Los autores sostienen que mantener organoides durante períodos tan prolongados ofrece un modelo para reproducir rasgos moleculares, estructurales y funcionales seleccionados de la maduración posnatal de las células cerebrales humanas.
En esa línea, concluyen que estos cultivos extendidos y el volumen de datos obtenidos conforman un sistema experimental potente para estudiar mecanismos todavía poco explorados de la neotenia, la maduración y la evolución del cerebro humano.
Fuente: Infobae