Puede el lector ir acordándose de Pink y Cerebro, los ratones inteligentes del dibujo animado creado por Steven Spielberg. Y esto debido a un experimento coordinado por el genetista brasileño Alysson Muotri en el Instituto Salk, de Estados Unidos. En medio a una carrera mundial en tal sentido, Muotri ha logrado implantar células embrionarias humanas en cerebros de lauchas. Y dicho experimento “uno de los primeros que se concretan en animales” ha funcionado. Las células embrionarias se diferenciaron en neuronas, entraron en contacto con las neuronas naturales de los roedores y respondieron a los impulsos eléctricos; pero, por supuesto: los animales no dieron señal alguna de quieran dominar el mundo, como Cerebro, que lo intenta en cada nuevo episodio de la serie animada de la televisión.
“La cantidad de células que se incorporaron al cerebro de los ratones corresponde a un porcentaje menor que el 0,1%”, dice Muotri, quien trabaja bajo la supervisión de Fred Gage, jefe del laboratorio de genética del Salk. Su intención era verificar si es posible implantar células embrionarias humanas en animales, pues, hasta ahora, la mayoría de las investigaciones se refería a experimentos con células en cultivo, in vitro. Este trabajo, publicado el mes pasado en PNAS, la revista de la Academia de Ciencia de Estados Unidos, demostró cómo producir quimeras, que son animales que suman características de otras especies y, en este caso, pueden convertirse modelos para hacer pruebas de medicamentos en organismos vivos, como complemento de las evaluaciones llevadas a cabo en cultivos de células humanas.
“Nuestro modelo puede servir para evaluar el potencial de los tratamientos teniendo en cuenta todo el organismo, con muchas variables e interferencias”, dice Muotri. “Asimismo, por primera vez contamos con un modelo de estudio de las primeras etapas del desarrollo humano, al utilizar células normales o células que cargan mutaciones que, a su vez, son responsables de enfermedades específicas de los seres humanos, y que todavía no cuentan con un modelo animal”. Los ratones quiméricos se utilizan actualmente para estudiar algunas enfermedades neurodegenerativas, como es el caso de la esclerosis lateral amiotrófica.
Para arribar a estos resultados, Muotri y el equipo del Salk, en colaboración con Kinichi Nakashima, del Instituto Nara de Ciencia y Tecnología de Japón, primeramente marcaron a aquéllas células embrionarias humanas que luego utilizarían, agregándole a cada una de éstas una proteína fluorescente verde, lo que posteriormente haría posible su identificación. Recién entonces se las transplantaron a los cerebros de cuatro ratones de tan sólo 14 días de gestación, es decir, que aún estaban en el útero materno. Los animalitos sobrevivieron a la cirugía y nacieron sanos, de parto normal.
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Meses después, al abrir los cerebros de los ratones, los biólogos verificaron que entre 50 y 100 de las alrededor de 100 mil células humanas implantadas en cada animal se habían diferenciado en células nerviosas, tanto de sostén como neuronas, que son aquéllas reciben y transportan los mensajes dentro del sistema nervioso central. Y constataron también que la mayoría de las células transplantadas había migrado del ventrículo, la cavidad del cerebro donde se las había inyectado, dispersándose hacia otras regiones, como la corteza, el hipocampo, el tálamo, el cerebelo y el cuerpo calloso.
En cada espacio donde se incorporaron, las células humanas se ajustaron a la arquitectura celular previa, asumiendo un tamaño, una forma y una orientación espacial similares a las de las células que allí estaban presentes desde antes. Normalmente, las neuronas de los seres humanos miden 17 micrones, y son mayores (un 50%) que sus equivalentes de ratones, o que las células embrionarias humanas que formaron neuronas en el cerebro de estos animales. La velocidad de crecimiento de las células humanas también marchó al compás de las neuronas de los propios roedores. Este detalle sugiere una notable semejanza entre las señales bioquímicas que rigen la maduración de las células nerviosas en el ser humano y en el ratón, pese a que ambas especies se separaron de un ancestro común hace alrededor de veinte millones de años.
Tanto éste como otros experimentos apuntan que, al menos en el cerebro de otras especies, las células embrionarias humanas hacen lo que se espera de ellas, es decir, se dejan modular por el ambiente embrionario sin ocasionar problemas, pues no se halló ningún atisbo de rechazo, ni siquiera en los cerebros de los dos animales que fueron sacrificados un año y medio después de haber nacido. Anteriormente, otros expertos habían demostrado que las células embrionarias humanas se incorporaron armoniosamente al cerebro de embriones de gallina de entre un día y medio y dos días de desarrollo. Todas éstas son demostraciones del potencial de las células humanas para formar conexiones “o sinapsis” con las neuronas de otras especies. Con todo, aún no se sabe si pueden también diferenciarse en neuronas humanas, y ayudar en la recuperación de tejidos lesionados, en caso de que se apliquen directamente en los propios seres humanos.
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