Según la información que consignó Eurekalert y compartido por la revista científica “Cell Stem Cell“, los investigadores lograron conseguir que unos pequeños organoides cerebrales consiguieran construir su propia estructura ocular llamada “copa óptica”.

Minicerebros

En el estudio publicado el pasado 17 de agosto, los organoides desarrollaron espontáneamente copas ópticas bilateralmente simétricas desde la parte frontal de la región, similar a la estructura cerebral. Esto demostró la capacidad intrínseca de autoconfiguración de las células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC por sus siglas en inglés) en un proceso biológico altamente complejo.

“Nuestro trabajo destaca la notable capacidad de los organoides cerebrales para generar estructuras sensoriales primitivas que son sensibles a la luz y albergan tipos de células similares a las que se encuentran en el cuerpo”, señaló el autor principal del estudio, Jay Gopalakrishnan.

“Estos organoides pueden ayudar a estudiar las interacciones cerebro-ojo durante el desarrollo embrionario, modelar los trastornos congénitos de la retina y generar tipos de células retinianas específicas del paciente para realizar pruebas de fármacos personalizadas y terapias de trasplante”, aclaró el experto del Hospital Universitario DüSseldorf.

Los investigadores utilizaron anteriormente células madre embrionarias humanas para generar la copa óptica, que da lugar a la retina, la capa de tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo. Otro estudio demostró que se pueden generar estructuras en forma de copa óptica a partir de iPSC, que se derivan de células adultas que se han reprogramado genéticamente de nuevo en un estado pluripotente de tipo embrionario.

Gracias a esta investigación se pueden estudiar muchos aspectos referentes al desarrollo y enfermedades que el cerebro humano puede llegar a desarrollar durante su proceso embrionario.

Cómo fue posible

Antes de poder conseguir este descubrimiento, el equipo de investigadores logró que estos minicerebros pudieran generar una retina pura, más no unas copas ópticas como las que hoy tienen.

Gopalakrishnan y su equipo modificaron el protocolo que habían estado desarrollando anteriormente para que las iPSC se convirtieran en tejido neural. Esto consiguió que los minicerebros, a los 30 días de desarrollo, pudieran formar copas ópticas y, a los 50 días, madurar unas estructuras visibles.

Esto aporta a la ciencia el poder estudiar el desarrollo de la retina en el embrión humano y podría conseguir que algunos experimentos en neurobiología sean más eficientes.

Para esta investigación se consiguió 16 lotes independientes gracias a cuatro donantes de iPSC, con estas muestras, los investigadores generaron 314 minicerebros. De estos, el 72% logró formar copas ópticas, lo que demuestra que esta metodología es reproducible.

Estas estructuras ópticas contenían diversos tipos de células retinianas, las cuales formaron una red neuronal y eléctricamente activas que reaccionaban a la presencia de luz. Además, estos minicerebros también tenían formados lentes y tejido corneal que demostraba una clara conectividad retiniana con regiones cerebrales.

“En el cerebro de los mamíferos, las fibras nerviosas de las células ganglionares de la retina se extienden para conectarse con sus objetivos cerebrales, un aspecto que nunca antes se había mostrado en un sistema in vitro”, señaló Gopalakrishnan.

El estudio planean desarrollar a futuro estrategias para mantener viables las copas ópticas durante largos períodos de tiempo, utilizándolas para investigar los mecanismos que causan trastornos de la retina.