A medida que la investigación que involucra el trasplante de "mini-cerebros" humanos - conocidos como organoides cerebrales - en animales para estudiar enfermedades continúa expandiéndose, también lo hacen los debates éticos en torno a la práctica. Una preocupación es la posibilidad, por mínima que sea, de quelos organoides injertados pueden algún día inducir un nivel de conciencia en los animales huéspedes, a medida que los modelos evolucionen para parecerse más al cerebro humano.
Un nuevo artículo publicado hoy en Célula madre celular por investigadores de Penn Medicine y el Departamento de Asuntos de Veteranos buscó abordar este dilema aclarando las capacidades de los organoides cerebrales y sugiriendo un marco ético que define y contextualiza mejor estos organoides y establece umbrales para su uso. Su artículo acompaña a otro estudio enla misma revista que informó sobre la presencia de patrones de ondas cerebrales, conocidos como actividad oscilatoria, en los organoides cerebrales, lo que atrajo una nueva atención a la investigación general y la discusión ética.
"Debido a su capacidad para imitar ciertas estructuras y actividad del cerebro, los organoides del cerebro humano, en modelos animales, nos permiten estudiar enfermedades neurológicas y otros trastornos de formas previamente inimaginables", dijo el primer autor del estudio, H. Isaac Chen.MD, profesor asistente de Neurocirugía en la Facultad de Medicina Perelman de Penn y el Centro Médico de VA Cabo Michael J. Crescenz. "Sin embargo, el campo se está desarrollando rápidamente y, a medida que continuamos por este camino, los investigadores deben contribuir a la creación dedirectrices basadas en principios científicos que definen cómo abordar su uso antes y después del trasplante en animales. Estas directrices pueden ayudar a evitar confusiones para los científicos, especialmente cuando se comunican con el público, y exponen claramente los beneficios de esta investigación, frente a los cuales cualquier ética ose pueden sopesar los riesgos morales ".
Los organoides cerebrales cultivados en laboratorio, que se derivan de células madre pluripotentes humanas y se cultivan hasta un tamaño no mayor que un guisante, pueden recapitular una arquitectura cerebral importante y varias capas básicas de la corteza humana. Algunos se parecen al mesencéfalo, al hipocampo,y el hipotálamo, y tienen similitudes genéticas con el cerebro humano. También hay evidencia preliminar que sugiere que las neuronas dentro de los organoides trasplantados responden a la estimulación de la luz del ojo del animal huésped, resultados que se presentaron en un resumen de Penn Medicine en la reunión de la Sociedad de Neurociencia enNoviembre de 2017.
Aún así, los organoides cerebrales actuales siguen siendo claramente diferentes del cerebro humano real, señalan los autores. Su tamaño máximo sigue siendo pequeño medido en milímetros debido al intercambio inadecuado de nutrientes, gases y desechos que limita el desarrollo. Los organoides también carecen de células endoteliales,células de microglía células clave en el mantenimiento general del cerebro y otros tipos de células que contribuyen al microambiente del cerebro. Además, los nodos estructurales organizados y las conexiones de materia blanca entre estas células están ausentes, ambos necesarios para una función cerebral superior.
El trabajo para desarrollar un "mejor" organoide cerebral, sin embargo, sigue avanzando. Y con eso, la cuestión de que el animal huésped se vuelva más "humano" permanece en la vanguardia del debate ético. Un resultado particular que ha suscitado inquietudeses la posible aparición de autoconciencia y conciencia en los animales, pero los autores señalan que esto es poco probable por varias razones.
"Es más probable que el trasplante actual de organoides cerebrales empeore la función cerebral que la mejore", escribieron los autores, "porque el trasplante implica la creación de una cavidad quirúrgica que probablemente conduce a la pérdida de función y falta de conectividad". Los autores tambiéntenga en cuenta que el trasplante de organoides cerebrales solo tiene impacto en áreas locales donde se realizan conexiones inmediatas, lo que significa que es poco probable que genere funciones cerebrales en muchas regiones del cerebro, como la conciencia.
Las preguntas más relevantes, creen los autores, deberían estar relacionadas con la mejora de funciones cerebrales específicas, en lugar de determinar si el animal huésped se está volviendo más humano. El animal huésped también se llama "quimera", que describe a cualquier animal inyectado oinjertados con células o genes humanos.
"Argumentamos que determinar el grado en que un animal es similar a un humano es menos constructivo que considerar la posibilidad de mejoras cerebrales específicas y cómo estas mejoras podrían influir en el estado moral de un animal", señalaron los autores. En otras palabras,Un paso importante es desarrollar una mejor comprensión de qué tipos de funciones cerebrales podrían verse afectadas por el trasplante de organoides cerebrales y establecer cuáles de esas mejoras se considerarían perjudiciales o poco éticas. En ese momento, se podrían debatir los "umbrales de preocupación" racionales y los métodospara medir dicha mejora.
Una forma de determinar si pueden surgir funciones cerebrales de orden superior es realizar un experimento mental, específicamente para comparar una quimera organoide cerebral teórica con una especie animal conocida con características documentadas de autoconciencia. Un ejemplo de esto es elllamada "prueba del espejo", que mide la autoconciencia si / cuando ciertos animales son capaces de reconocerse a sí mismos al observar su reflejo en un espejo.
Los autores señalan que, independientemente del resultado funcional del trasplante de organoides cerebrales, la consideración del bienestar del animal huésped y otros asuntos socio-legales derivados del trasplante deberían tener lugar como parte de esta investigación en curso.
"Si bien los organoides cerebrales y los hospedadores organoides cerebrales de hoy en día no se acercan a alcanzar ningún nivel de autoconciencia", dijo Chen, "es sabio comprender las consideraciones éticas relevantes para evitar posibles escollos que puedan surgir a medida que esta tecnologíaavances."
Los coautores del estudio incluyen a John A. Wolf, Rachel Blue, Mingyan Maggie Song, Jonathan D. Moreno, Guo-li Ming y el autor principal Hongjun Song. El trabajo fue apoyado por el Departamento de Asuntos de Veteranos, RR&D CareerPremio al desarrollo IK2-RX002013.
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Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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