Investigadores de la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins dicen que han desarrollado pequeños "mini cerebros" formados por muchas de las neuronas y células del cerebro humano, e incluso parte de su funcionalidad, y que pueden replicarsea gran escala.
Los investigadores dicen que la creación de estos "mini cerebros", que se discutirá en la conferencia de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en Washington, DC el 12 de febrero en una conferencia de prensa y en una sesión el 13 de febrero, podría cambiar drásticamente la forma en que se prueban los nuevos medicamentos para determinar su eficacia y seguridad, tomando el lugar de los cientos de miles de animales utilizados para la investigación científica neurológica en los Estados Unidos. Realizando la investigación utilizando estos "mini cerebros" tridimensionales - bolas delas células cerebrales que crecen y forman estructuras similares al cerebro en el transcurso de ocho semanas, deberían ser superiores al estudio de ratones y ratas porque se derivan de células humanas en lugar de roedores, dicen.
"Noventa y cinco por ciento de los medicamentos que parecen prometedores cuando se prueban en modelos animales fallan una vez que se prueban en humanos a un gran costo de tiempo y dinero", dice el líder del estudio Thomas Hartung, MD, PhD, profesor y presidente de Doerenkamp-Zbindenpara Toxicología basada en la evidencia en la escuela Bloomberg. "Si bien los modelos de roedores han sido útiles, no somos ratas de 150 libras. Y aunque tampoco somos bolas de células, a menudo se puede obtener información mucho mejor de estas bolas de células quede roedores.
"Creemos que el futuro de la investigación del cerebro incluirá menos dependencia de los animales, más dependencia de los modelos humanos basados en células".
Hartung y sus colegas crearon los cerebros utilizando lo que se conoce como células madre pluripotentes inducidas iPSCs. Estas son células adultas que han sido reprogramadas genéticamente a un estado similar a las células madre embrionarias y luego son estimuladas para crecer en células cerebrales.de la piel de varios adultos sanos se usaron para crear los mini cerebros, pero Hartung dice que las células de personas con ciertos rasgos genéticos o ciertas enfermedades se pueden usar para crear cerebros para estudiar varios tipos de productos farmacéuticos.para estudiar la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple e incluso el autismo. Se han iniciado proyectos para estudiar infecciones virales, traumatismos y accidentes cerebrovasculares.
Los mini cerebros de Hartung son muy pequeños, con 350 micrómetros de diámetro, o aproximadamente del tamaño del ojo de una mosca doméstica, son visibles para el ojo humano, y se pueden producir de cientos a miles de copias exactas en cada unolote. Cien de ellos pueden crecer fácilmente en la misma placa de Petri en el laboratorio. Después de cultivar los mini cerebros durante aproximadamente dos meses, los cerebros desarrollaron cuatro tipos de neuronas y dos tipos de células de soporte: astrocitos y oligodendrocitos, el último deque crean mielina, que aísla los axones de la neurona y les permite comunicarse más rápido.
Los investigadores pudieron observar cómo se desarrollaba la mielina y vieron que comenzaba a envainar los axones. Los cerebros incluso mostraron actividad electrofisiológica espontánea, que se pudo registrar con electrodos, similares a un electroencefalograma, también conocido como EEG. Para probarlos, los investigadorescolocó un mini cerebro en una serie de electrodos y escuchó la comunicación eléctrica espontánea de las neuronas a medida que se agregaban los medicamentos de prueba.
"No tenemos el primer modelo de cerebro ni pretendemos tener el mejor", dice Hartung, quien también dirige el Centro de Alternativas a las Pruebas en Animales de la Escuela.
"Pero este es el más estandarizado. Y cuando se prueban los medicamentos, es imperativo que las células que se estudian sean lo más similares posible para garantizar los resultados más comparables y precisos".
Hartung está solicitando una patente para los mini cerebros y también está desarrollando una entidad comercial llamada ORGANOME para producirlos. Espera que la producción pueda comenzar en 2016. Dice que son fácilmente reproducibles y espera que los científicos los utilicen enmuchos laboratorios como sea posible. "Solo cuando podamos tener modelos cerebrales como este en cualquier laboratorio en cualquier momento podremos reemplazar las pruebas en animales a gran escala", dice.
El trabajo fue apoyado por el Centro Nacional de Avances de Ciencias Translacionales de los Institutos Nacionales de la Salud U18TR000547, la Fundación de Investigación y Desarrollo de Alternativas y el Fondo Bart McLean para la Investigación de Neuroinmunología / Restauración de Proyectos.
Otros investigadores involucrados en el proyecto incluyen a David Pamies; Paula Barreras, Katharina Block; Georgia Makri; Anupama Kumar; Daphne Wiersma; Lena Smirnova; Che Zang; Joseph Bressler; Kimberly M. Christian; Georgina Harris; Guo-li Ming; CindyJ. Berlincke; Kelly Kyro; Hongjun Song; Carlos Pardo; Thomas Hartung y Helena T. Hogberg.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Salud Pública Bloomberg de la Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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