Si los mapaches ya quieren experimentar el mundo como una rata, algunos ahora pueden experimentar este sueño. Dos equipos de investigación independientes regeneraron circuitos cerebrales y crías utilizando neuronas cultivadas a partir de células madre de otro animal, una rata. Ambos estudios que se publican en la revisión.Célula‘, en el que se generan quimeras –Organismo formado por la combinación de dos o más genomas distintos de especies distintas.-, ofrece información valiosa sobre la forma de las enfermedades cerebrales y presenta nuevas oportunidades para restaurar la función cerebral perdida debido a enfermedades e inflamación, como la enfermedad de Parkinson.
Esta es la primera vez que un animal puede utilizar el aparato sensorial de otro para sentir y responder con precisión al mundo y es una indicación de alguien flexible que puede ser el cerebro para integrar células cerebrales externas. «Esta investigación ayuda a demostrar la flexibilidad potencial del cerebro al utilizar circuitos neuronales sintéticos para restaurar la función cerebral», según Kristin Baldwin, profesora de la Universidad de Columbia en Nueva York (EE.UU.) y autor de uno de los dos artículos.
El equipo de Baldwin restauró el circuitos neuronales olfativos de la ratalas neuronas interconectadas en el cerebro responsables de la sensación del olfato y su función utilizando células de la madre de ratas.
Una de las razones para querer comprender y tratar las enfermedades del cerebro humano es que es imposible comprender completamente estas molestias con los métodos de investigación actuales.
«Ser capaz de generar cerebros de una especie dentro de otras especies puede ayudarnos a comprender el desarrollo y la evolución del cerebro en diferentes especies», dice Jun Wu, profesor asociado de la Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas y autor del otro artículo.
Los híbridos cerebrales permiten a los investigadores comprender mejor cómo encerrar las células cerebrales y comprender mejor las reglas para reparar y reemplazar partes del cerebro.
El equipo de Wu desarrolló una plataforma basada en CRISPR que podemos identificar eficazmente genes específicos que impulsan el desarrollo de tejidos específicos. La plataforma Probaron silencia un generador necesario para el desarrollo del cerebro anterior en las crías y luego restaura el cuerpo utilizando células de la rata madre.
explicar un Centro de medios científicos Rüdiger Behr, Instituto Leibniz de Investigación de Primates (Alemania) que las quimeras “son organismos formados por células que proporcionan diferentes procesos de fecundación (embriones). Debe hacerse una distinción entre dominios intraespecíficos e interespecíficos. En las intraespecíficas, las células químicas pertenecen a la misma especie. En estos nuevos estudios los sueños también suceden interespecífico entre ratón y rata. En este caso, las células que forman un organismo proporcionan dos especies diferentes. Las interesantes preguntas son de particular interés desde la perspectiva de la biología evolutiva y del desarrollo. Sin embargo, los intereses especiales también pueden ofrecer ideas muy valiosas sobre la producción de organismos trasplantables para la medicina humana. “Es un objetivo prioritario de investigación para la preservación de organismos entregados a pacientes trasplantados que han vivido durante décadas”.
Quimeras e híbridos
Agrega Behr que los quimères deben distinguir claramente el híbridos. A diferencia de los animales, “los híbridos se desarrollan a partir de una única célula humana fertilizada. Sin embargo, en los híbridos, la esperanza masculina y el óvulo femenino provienen de dos especies diferentes (pero están directamente relacionadas). Por ejemplo, la esperanza de un burro puede fecundarse con el éxito de un óvulo de caballo. El embrión resultante se deshizo en una mula.. En un híbrido, todas las células individuales del organismo son también una “mezcla” de las dos especies parentales. Curiosamente, cada célula individual está claramente asignada a una especie.
Los mapaches y las ratas son dos especies distintas que han evolucionado de forma independiente durante aproximadamente 20 a 30 millones de años.
En experimentos anteriores, los científicos podrán Reemplazar el páncreas y las crías usando células de la rata madre. Implica un proceso de convocatoria de complementación blastocista.
Para que este proceso funcione, los investigadores inyectan células madre de rata y blastocistos de crías (embriones con temperatura condicionada) que tienen la tarea de desarrollar la capacidad de desarrollar un páncreas debido a mutaciones genéticas. Luego, las células de la rata madre se expanden hacia el páncreas defectuoso y completan su función.
Hasta ahora no se nos ha informado sobre la generación de cerebros a partir de células madre de otras especies.
Pero, hasta ahora, no hemos sido informados sobre la generación de cerebros a partir de células madre de otra especie en medio de complementación blastocista.
Ahora, utilizando CRISPR, el equipo de Wu intentó encontrar diferentes genes y descubrir cómo eliminarlos. Hex1 Es posible generar cachorros confiables para no perseguirlos. A continuación, el equipo inyectó células madre de rata y blastocistos de crías. knockear -animales con uno o más genes inactivados o eliminados- para Hesx1, y las células de rata activan el nicho para formar un prosencéfalo en las crías.
Las ratas tienen cerebros más grandes que los cachorros, pero el cerebro anterior de la rata original se desarrolla al mismo ritmo y es tan grande como el de los cachorros. Además, las neuronas de rata pueden transmitir señales a las neuronas de rata vecinas y viceversa.
Sin embargo, a los investigadores no les preocupa si el cerebro anterior de la madre de la rata cambia el comportamiento de las crías. “Reglas de comportamiento de Faltan para distinguir ratas de ratas. -reconoce a Wu-. Pero después de nuestra experiencia, parece que estos cachorros con cerebro anterior de rata no se comportan de la misma manera que los normales”.
Generación silenciosa
En otro estudio, el equipo de Baldwin utilizó genes específicos para someter o silenciar las neuronas sensoriales olfativas de rata utilizadas para la sensación del olfato e inyectar células madre de rata en los embriones de las crías.
El patrón de silencio imita el observado en los fenómenos del neurodesarrollo, donde algunas neuronas no pueden comunicarse bien con el cerebromientras que el modelo de destrucción elimina completamente las neuronas, simulando enfermedades degenerativas.
Descubra que la complementación blastocista restaura los circuitos neuronales olfativos de las ratas de forma diferente según el modelo. Entonces, cuando las neuronas de rata están presentes pero silenciadas, ayudan a formar regiones cerebrales más organizadas en comparación con el modelo en el que se eliminaron las neuronas. Sin embargo, cuando el equipo intentó ser conducido a toda velocidad para encontrarse con una galleta escoltada en una pierna, las neuronas de rata cambiarán mejor el comportamiento en el segundo modelo.
El patrón de silencio imita el observado en los fenómenos del neurodesarrollo.
“Este resultado es real suntuoso Hacemos posible observar las diferencias entre los dos modelos de infección y trabajar para identificar mecanismos que puedan ayudar a restaurar la función en cualquier tipo de infección cerebral”, dice Baldwin.
Su equipo también intentó completar el modelo de blastocistos en cachorros encerrados utilizando células de cachorros con sistemas olfativos normales. Se ha demostrado que la complementación intraespecies rescata el hallazgo de galería en otros modelos.
Actualmente, implica el trasplante de neuronas humanas derivadas de células madre para la enfermedad de Parkinson y la epilepsia en estudios clínicos. Baldwin afirma que «este estudio ofrece un sistema para que podamos evaluar las posibilidades de complementación cerebral de una misma especie a una escala mucho mayor que un ensayo clínico».
Sin embargo, la complementación de blastocistos es una ley que tiene aplicación clínica en humanos, pero otros estudios sugieren que las células madre de diferentes especies pueden sincronizar su desarrollo con el cerebro humano.
Los científicos también han experimentado con la creación de organismos humanos en otras especies, como los ciervos, utilizando complementación blastocista. El año pasado, los científicos generaron conocimiento utilizando células madre humanas y de perro, ofreciendo una solución potencial a las listas de esperanza de muchas personas para plantas trasplantadas.
“Nuestra aspiración es enriquecer organismos porcinos con un determinado porcentaje de células humanas, con el objetivo de mejorar los resultados de los receptores orgánicos. Pero actualmente hay muchos desafíos técnicos y éticos que deberían superarse antes de que podamos probar esto en estudios clínicos”, dijo Wu.
Si se puede limitar el desarrollo de células insertadas en cerebros híbridos, también se puede abrir la puerta a la creación de cerebros híbridos con neuronas de primates. «Nos ayuda a comprender mejor las enfermedades humanas», dice Baldwin.
No lo tiene claro Behr, quien cree que la encuesta a pacientes ayuda a generar conocimiento para que las terapias de reemplazo celular y de piel estén disponibles para los pacientes más rápidamente, pero que «la información presentada aquí no es información que se pueda transferir directamente a un ser humano». en terapia. El trabajo aquí presentado es muy valioso para una mejor comprensión del desarrollo del cerebro embrionario, sus adaptaciones evolutivas y su funcionamiento.
Dilema bioético
Y no perdemos la apariencia. bioético “Más adelante, los embriones humanos deberán utilizarse como receptores en la investigación de las muertes. Personalmente, está estrictamente prohibido utilizar seres humanos en la investigación de personas interespecies, aunque en Alemania esté permitido. Pero aunque las células de la madre humana sean trasplantadas a embriones animales, esto es lo que se puede sentir desde un punto de vista biomédico, entonces será necesario encontrar un discurso biomédico-bioético.
Una opinión similar es la de Stefan Schlatt, director de Centro de Medicina Reproductiva y Andrología, Hospital Universitario de Münster (Alemania). “Si bien la complementación blastocista abre un campo muy interesante para la investigación básica, generar organismos de reemplazo para aplicaciones clínicas no es un escenario realista. Ahora tenemos mucho conocimiento sobre los efectos específicos de especies y organismos para poder evaluar los riesgos. Al igual que con la clonación, debería haber una moratoria internacional reconocida.
En conclusión, Senala Behr, La investigación sobre las tecnologías modernas está hoy en los pañales.. “Los dos estudios que se estrenaron hoy no ofrecen una investigación traslacional para nuevos estudios terapéuticos. Sin embargo, contribuir significativamente al conocimiento científico sobre el hecho de que se pueden construir nuevas terapias a gran escala.
