¡Hace unos días, un grupo de científicos de la Universidad de Stanford logró implantar tejido cerebral humano (técnicamente organoides corticales) en el cerebro de una rata. No: no es el primer paso evolutivo de Mickey Mouse.

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Pero es un gran salto para comprender la forma en que nuestro cerebro se desarrolla y por qué sufrimos ciertas enfermedades. Por supuesto, como en todo avance científico, contiene una discusión filosófica. 

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Los resultados del exitoso experimento se publicaron el 12 de octubre de 2022 en la prestigiosa revista Nature

Sergiu Pasca, el neurocientífico que dirigió la investigación, le dijo al New York Times que su equipo estaba usando las neuronas trasplantadas para aprender sobre la biología subyacente del autismo, la esquizofrenia, entre otros desórdenes de desarrollo neurológico. “Si realmente queremos abordar la biología de estas condiciones, vamos a necesitar modelos más complejos del cerebro humano”, le dijo Pasca al diario neoyorquino. 

Estos organoides a veces son descritos como “minicerebros”, pero en realidad están muy lejos de alcanzar la complejidad de un cerebro humano. Aún así, el trabajo de Pasca y su equipo, revolucionará nuestra comprensión del cerebro humano y sus misterios. 

“Sabemos que el cerebro se desarrolla y funciona al recibir actividad, ya sea de redes endógenas o del mundo exterior a través de la estimulación sensorial del tejido”, dijo en Wired Emily Paola Arlotta, profesora de células madre y biología regenerativa de la Universidad de Harvard. “En un cerebro real, la estimulación sensorial es vital para formar vías neuronales y promover el desarrollo normal”, explicó Emily Mullin, reportera de biotecnología de Wired

Al ver cómo actúan los organoides dentro de un cerebro vivo (el de las ratas), podremos comprender mejor lo que sucede en el nuestro. 

A todo esto: qué es un organoide 

Los organoides, explica el Instituto de Células Madres de la Universidad de Harvard, son microtejidos multicelulares tridimensionales, producidos a partir de células madre. “Los científicos han aprendido a crear el entorno adecuado para que las células madre puedan seguir sus propias instrucciones genéticas para autoorganizarse, formando estructuras diminutas que se asemejan a órganos en miniatura”, dice el Instituto. En resumen: se crean las condiciones para replicar el proceso de creación de los órganos (si quieres leer en detalle, este artículo científico lo explica muy bien).

Al replicar el ambiente y permitir el ensamblaje de las células de, básicamente, cualquier tejido humano, las células madre ponen su inagotable capacidad de creación en marcha. 

Suena complejo, pero en realidad es una simplificación efectiva y muy útil del proceso de creación de células con instrucciones específicas (como las de cada órgano). 

En el caso que nos ocupa, del córtex del cerebro

Pero qué tiene que ver esto con Mickey Mouse

Prometo que es la última vez que cometo el exceso de sugerir que Mickey Mouse va a existir. 

Pero es genuinamente divertido imaginarlo (si el futuro no es un lugar para imaginar, ¿qué es? Después de todo, Carl Sagan y ahora Neil deGrasse Tyson viajan por los confines del cosmos en su nave de la imaginación).

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La relación de estos organoides cerebrales humanos con el cerebro de las ratas es que los científicos de Stanford han logrado resolver un desafío. “[R]epresentan una plataforma in vitro prometedora con la que modelar el desarrollo humano y las enfermedades”, dice el estudio. 

“Sin embargo, los organoides carecen de conectividad in vivo, lo que limita la maduración y hace imposible la integración con otros circuitos que controlan el comportamiento”.  O sea, los organoides son eficientes replicando la generación del tejido, pero no su comportamiento al interactuar con otras células.

Lo que había que lograr, entonces, eran las condiciones de conectividad de un organismo en vivo. Y, por supuesto, las ratas eran el candidato ideal para experimentarlo (sí: por ahí empieza el dilema ético pero sigamos). 

Durante años, se había intentado insertar los organoides en roedores adultos, pero no se lograba que se conectaran con los cerebros de esas ratas.

Ahora se han logrado implantar los organoides en la corteza somatosensorial de recién nacidas ratas modificadas genéticamente para que no tengan timo, el órgano del sistema linfático que produce las células T del sistema inmunológico (y por ende, no rechacen el implante). 

A diferencia de lo que pasaba con los roedores adultos, con las recién nacidas los organoides desarrollaron fibras nerviosas que se ramificaron hacia el tejido cerebral de la rata e hicieron sinapsis (es decir, se conectaron y se comunicaron). “[L]as neuronas corticales humanas trasplantadas maduran y se involucran en los circuitos del huésped que controlan el comportamiento”, dice el estudio. 

Los humanos y las ratas tenemos una larga historia —pero nuestra relación ha llegado a un nuevo nivel.

El dilema filosófico

Este avance trae consigo preguntas complejas. “A medida que los organoides se vuelven más avanzados”, dice Mullin, usarlos en experimentos con animales representa “un dilema ético sobre la confusión de los humanos y otras especies”. Yo sé: pensaste en los X-Men. O, si eres de mi generación, en Manimal.

¿Podrían esas ratas desarrollar alguna relación más cercana con los humanos? En terrenos inexplorados, es difícil dar respuestas tajantes, pero la respuesta más probable es que no. Se va a necesitar mucho más tiempo y complejidad cerebral para que siquiera algo así sea imaginable. 

Recuerda: el cerebro humano es un aparato sofisticadísimo, que tomó cientos de millones de años en ser desarrollado y perfeccionado a su estado actual. Aún así, la discusión de si los organoides neuronales humanos podrían generar algún tipo de conciencia o mejora cognitiva de los animales, existe. 

Como bien cita Mullin, un informe de 2021 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos analizó esta hipótesis. “El comité concluyó que tales experimentos aún no requieren una supervisión especial, pero que es posible que se necesiten nuevas regulaciones si los organoides cerebrales se vuelven significativamente más complejos”, dice Mullin. 

Hay al menos dos estudios (uno de junio de 2019 y otro de agosto del mismo año) que muestran un incremento de actividad neural y potencial actividad eléctrica coordinada en organoides.

Otra preocupación es si se afecta el bienestar de los animales. Según Pasca y su equipo, compararon el nivel de memoria y ansiedad de los animales que recibieron los organoides con los de ratas de laboratorio que no los recibieron. También buscaron evidencia de convulsiones. No encontraron diferencias entre los dos grupos.

Hasta ahí, están satisfechas las consideraciones filosóficas y éticas actuales. Pero esta es un área de la investigación científica que no se detiene —y, por ende, un campo donde la filosofía y el debate de ideas continuará.

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José María León Cabrera
(Ecuador, 1982) Editor fundador de GK. Su trabajo aparece en el New York Times, Etiqueta Negra, Etiqueta Verde, SoHo Colombia y Ecuador, entre otros. Es productor ejecutivo y director de contenidos de La Foca.

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