Un equipo de investigación israelí descubrió una forma de hacer crecer una versión en miniatura del cerebro humano que se va plegando de manera similar al de un cerebro real.
Aproximadamente uno de cada 30,000 bebés nacen con cerebro liso. Pasan a sufrir graves dificultades de desarrollo y una expectativa de vida relativamente baja.
Científicos del Weizmann Institute of Science en la ciudad central israelí de Rehovot intentaron comprender más sobre los factores físicos y biológicos que hacen que el cerebro se pliegue, pero con los métodos existentes para el crecimiento de cerebros in vitro, fue muy difícil monitorear el desarrollo.
Eso llevó al Dr. Eyal Karzbrun del Instituto a desarrollar un nuevo enfoque para el cultivo de organoides: versiones en miniatura simplificadas de órganos corporales producidos en tubos de ensayo.
Con el fin de permitir la obtención de imágenes ópticas de alta calidad y el seguimiento con microscopio del desarrollo de los pliegues, Karzbrun logró hacer crecer a partir de células madre embrionarias un «mini cerebro» que era redondo y plano con un espacio delgado en el medio.
En la segunda semana del crecimiento y desarrollo del pequeño organoide, el equipo pudo observar los pliegues que comienzan a aparecer y luego a profundizarse. Karzbrun dijo: «Esta es la primera vez que se observa un plegamiento en los organoides, aparentemente debido a la arquitectura de nuestro sistema», dijo.
Los hallazgos fueron reportados el lunes en Nature Physics.
Luego, el equipo de investigación desarrolló un mini cerebro que incorpora un gen transportado por bebés con síndrome del cerebro liso que el profesor Orly Reiner del instituto identificó en 1993.
Los organoides con el gen mutado crecieron a las mismas proporciones que los otros, pero desarrollaron pocos pliegues. Los que desarrollaron tenían una forma muy diferente a los pliegues normales.
Usando microscopía de fuerza atómica, que produce un alto nivel de resolución en superficies extremadamente pequeñas, encontraron diferencias físicas y biológicas entre las células de los dos pequeños «cerebros» y descubrieron, por ejemplo, que las células cerebrales normales eran casi el doble de rígidas los suaves, mutados.
«Ahora tenemos una comprensión mucho mejor de lo que hace arrugar el cerebro o, en el caso de aquellos con un gen mutado, suave», dijo Reiner.
Los investigadores planean continuar desarrollando su enfoque, con la esperanza de que podría abrir nuevas posibilidades para comprender los trastornos del desarrollo como la microcefalia, la epilepsia y la esquizofrenia.