Startup israelí Itay & Beyond fusiona tejido cerebral y microchips para modelar el autismo y probar tratamientos con inteligencia artificial.
Innovación israelí revoluciona el estudio del autismo
La startup israelí Itay & Beyond desarrolla una tecnología que combina tejido cerebral humano cultivado con microchips electrónicos para estudiar trastornos del neurodesarrollo, como el autismo. Esta plataforma, presentada en 2024, permite modelar el cerebro humano en un entorno controlado, analizando alteraciones en la conectividad neuronal. Mediante inteligencia artificial, los científicos procesan datos en tiempo real para identificar patrones asociados con el trastorno del espectro autista (TEA) y evaluar posibles tratamientos. La tecnología, conocida como “cerebro en un chip”, representa un avance significativo en la investigación de la neuroplasticidad, la capacidad del cerebro para adaptarse y formar nuevas conexiones.
El proceso inicia con el cultivo de células madre humanas que se diferencian en tejido neuronal. Estos tejidos se integran con microelectrodos en chips que registran la actividad eléctrica de las neuronas. La plataforma de Itay & Beyond monitorea cómo las neuronas se comunican, detectando anomalías en las conexiones de corto y largo alcance, un sello distintivo del autismo. Los datos recopilados se analizan con algoritmos de inteligencia artificial que identifican biomarcadores específicos del TEA, permitiendo pruebas de fármacos en un entorno que simula el cerebro humano. Este enfoque reduce la dependencia de modelos animales, ofreciendo resultados más precisos para aplicaciones clínicas.
Los trastornos del espectro autista afectan a aproximadamente 1 de cada 36 niños en Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). En Israel, donde la investigación biomédica es un pilar estratégico, el trabajo de Itay & Beyond se alinea con los esfuerzos nacionales para abordar desafíos de salud global. La startup colabora con instituciones académicas como la Universidad Hebrea de Jerusalén y el Technion, integrando avances en biotecnología e ingeniería. La tecnología también permite estudiar otros trastornos del neurodesarrollo, como el TDAH y la epilepsia, ampliando su impacto potencial.
El enfoque de “cerebro en un chip” se basa en investigaciones previas sobre la neuroplasticidad, que han demostrado que el cerebro autista presenta un exceso de conexiones locales y una reducción de conexiones de larga distancia. Esta disincronía en el desarrollo neuronal, observada en estudios de neuroimagen, se replica en los modelos de Itay & Beyond. Los científicos pueden inducir cambios en la actividad neuronal mediante estímulos eléctricos o químicos, evaluando cómo responden las redes neuronales. Este método ofrece una ventana única para probar terapias que promuevan la plasticidad cerebral y mejoren la comunicación neuronal.
Datos clave sobre la investigación del autismo en Israel
- Prevalencia global del TEA: Afecta a 1 de cada 100 niños, con tasas más altas en países desarrollados.
- Inversión en biotecnología: Israel destina el 5% de su PIB a investigación y desarrollo, liderando avances médicos.
- Tecnología de Itay & Beyond: Integra tejido cerebral con chips para analizar conectividad neuronal en tiempo real.
- Colaboraciones: La startup trabaja con la Universidad Hebrea y el Technion, fortaleciendo la investigación interdisciplinaria.
- Aplicaciones: La plataforma estudia autismo, TDAH y epilepsia, con potencial para otras enfermedades neurológicas.
Avances en neuroplasticidad y su impacto en el TEA
La investigación de Itay & Beyond se fundamenta en el principio de la neuroplasticidad, que describe la capacidad del cerebro para reorganizarse en respuesta a estímulos. Estudios previos, como los publicados en ScienceDirect, indican que el TEA se caracteriza por un crecimiento cerebral acelerado en los primeros años, seguido de una interrupción abrupta entre los 2 y 4 años. Este patrón genera un desequilibrio en la conectividad neuronal, con un aumento de sinapsis locales y una disminución de las de largo alcance. La tecnología de la startup israelí permite replicar estas condiciones in vitro, proporcionando un entorno controlado para estudiar cómo las intervenciones pueden restaurar el equilibrio neuronal.
El uso de inteligencia artificial en la plataforma de Itay & Beyond optimiza el análisis de grandes volúmenes de datos neuronales. Los algoritmos identifican patrones específicos del TEA, como alteraciones en la densidad de espinas dendríticas, estructuras clave en las sinapsis. Estas anomalías, documentadas en estudios post mortem limitados por la escasez de tejido cerebral, se observan ahora en tiempo real gracias a los chips. La capacidad de simular entornos cerebrales personalizados permite a los investigadores probar compuestos farmacológicos y terapias no invasivas, como la estimulación magnética transcraneal, con resultados preliminares prometedores.
Israel ha consolidado su posición como líder en innovación médica, con más de 1,600 empresas de biotecnología activas en 2024. El ecosistema de startups, respaldado por políticas gubernamentales que promueven la investigación, facilita avances como los de Itay & Beyond. La colaboración entre el sector privado y las universidades ha generado patentes en áreas como la neurotecnología y la inteligencia artificial, posicionando al país como un centro global para soluciones de salud. El gobierno de Benjamín Netanyahu ha priorizado la inversión en ciencia, con incentivos fiscales para empresas que desarrollen tecnologías de impacto social.
La plataforma de Itay & Beyond también aborda desafíos éticos en la investigación del autismo. Al reducir la necesidad de experimentos en animales, la tecnología alinea la ciencia con estándares de bienestar. Además, los modelos personalizados basados en células de pacientes específicos permiten enfoques terapéuticos adaptados, un paso hacia la medicina de precisión. Los ensayos iniciales han mostrado que ciertos compuestos pueden mejorar la conectividad neuronal en modelos de TEA, aunque las aplicaciones clínicas aún requieren años de validación.
Contexto global y perspectivas futuras
El autismo, descrito por primera vez en 1943 por Leo Kanner, afecta la interacción social, la comunicación y el comportamiento. Su prevalencia ha aumentado en las últimas décadas, atribuida a mejores diagnósticos y una definición más amplia del espectro. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que el TEA afecta a 1 de cada 100 niños globalmente, con variaciones por región. Las causas combinan factores genéticos, como mutaciones en el gen FMR1, y ambientales, aunque las vacunas han sido descartadas como factor tras extensos estudios. La investigación de Itay & Beyond se centra en los aspectos genéticos y neurofisiológicos, explorando cómo las mutaciones afectan la plasticidad sináptica.
Otros países, como Estados Unidos y Reino Unido, también invierten en tecnologías para el TEA. Sin embargo, la integración de tejido cerebral y microchips, como la desarrollada por Itay & Beyond, es única por su enfoque interdisciplinario. La startup ha atraído inversión internacional, incluyendo fondos de OurCrowd, una plataforma israelí de financiación colectiva. Los próximos pasos incluyen ensayos clínicos para validar la eficacia de los tratamientos identificados en la plataforma, con un enfoque en terapias que promuevan la neuroplasticidad en niños con TEA.
La investigación del autismo enfrenta desafíos, como la heterogeneidad del trastorno y la dificultad de estudiar el cerebro humano en vivo. Los estudios post mortem, limitados por la disponibilidad de tejido, han sido superados parcialmente por tecnologías como la de Itay & Beyond. La startup planea expandir su plataforma para analizar trastornos como la esquizofrenia y el Alzheimer, ampliando su impacto en la neurología. Los avances en inteligencia artificial seguirán siendo clave, permitiendo un análisis más profundo de las redes neuronales y sus alteraciones.
El compromiso de Israel con la innovación científica refleja una estrategia nacional para abordar problemas globales. La tecnología de Itay & Beyond no solo ofrece esperanza para las familias afectadas por el autismo, sino que también refuerza la posición del país como líder en biotecnología. A medida que la plataforma evoluciona, su capacidad para modelar el cerebro humano podría transformar el diagnóstico y tratamiento de trastornos del neurodesarrollo, marcando un hito en la investigación médica.