Esta es la primera vez que los científicos han logrado cultivar células de Purkinje que poseen las características moleculares y electrofisiológicas de las neuronas funcionales en un sistema totalmente humano. Estos avances en el modelado cerebral dirigido por organoides se han publicado en la revista 'Cell Stem Cell '.
«El codesarrollo y la maduración reproducibles de los principales tipos de células del cerebelo en desarrollo en un modelo organoide humano proporcionan una nueva forma de explorar la biología subyacente del desarrollo y los trastornos del cerebelo y avanzar en intervenciones terapéuticas», explica Giorgia Quadrato, coordinadora de la investigación.
Fabricados a partir de unos organoides conectados a un sistema electrónico, estos sistemas híbridos podrían marcar el futuro de las redes neuronales y de la inteligencia artificial
El cerebelo controla el movimiento y desempeña funciones importantes en las funciones cognitivas, incluido el lenguaje, el procesamiento espacial, la memoria de trabajo, las funciones ejecutivas y el procesamiento emocional.
La degeneración de las células de Purkinje se asocia con diversos trastornos neurodegenerativos y del desarrollo neurológico, incluido el trastorno del espectro autista y la ataxia cerebelosa, una afección que afecta el movimiento muscular.
El modelo organoide crea una plataforma para descubrir nuevos tratamientos para una variedad de enfermedades
Otras neuronas dentro de los organoides (tanto neuronas excitadoras que comparten información como neuronas inhibidoras que inhiben el intercambio de información) formaron circuitos y mostraron actividad de red coordinada, lo que demuestra que también eran células nerviosas funcionales. Además, los organoides formaron células progenitoras específicas de humanos, que están asociadas con el meduloblastoma, el tumor cerebral metastásico más prevalente en los niños.
Esto convierte a los organoides en un modelo potencialmente útil para estudiar y encontrar tratamientos para este cáncer pediátrico.
Con las señales externas adecuadas, los organoides también podrían ser inducidos a formar características anatómicas como capas, reflejando el desarrollo normal del cerebro embrionario.
«Este estudio proporciona un sistema modelo totalmente humano fisiológicamente relevante para dilucidar los mecanismos específicos del tipo de célula que rigen el desarrollo y la enfermedad del cerebelo», afirma Alexander Atamian, primer autor del estudio.