¿Qué tan cerca de la realidad están los organoides cerebrales y qué mecanismos moleculares subyacen a las notables capacidades de autoorganización de los tejidos? Los investigadores ya han logrado cultivar los llamados "organoides cerebrales" en un plato: grupos de células que se autoorganizan enestructuras cerebrales pequeñas. Juergen Knoblich y sus colegas ahora han caracterizado aún más estos organoides y publican sus resultados hoy en El diario EMBO . Demuestran que, como en el cerebro humano, los denominados centros organizadores del prosencéfalo orquestan procesos de desarrollo en el organoide, y que los organoides recapitulan el momento de los eventos de diferenciación neuronal encontrados en los cerebros humanos.
El desarrollo del cerebro humano de unas pocas células a un órgano pensante es uno de los grandes misterios de la biología. En la última década, Knoblich y su equipo en el Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria han sido pioneros en el cerebrotecnología organoide para investigar este proceso intrigante. La comprensión del desarrollo normal de los organoides es un requisito previo para usar este poderoso sistema para explorar la posibilidad de modelar enfermedades del desarrollo humano.
La neocorteza es la parte del cerebro de los mamíferos involucrada en funciones cognitivas de orden superior. Se ha expandido sustancialmente en el curso de la evolución de los mamíferos y es altamente compleja en los humanos. La construcción de un sistema tan complejo depende de una orquestación precisa de diferentes desarrollos del desarrolloprocesos: la división de las células progenitoras y la generación de distintos tipos de células en el momento y el lugar correctos. Los denominados centros organizadores del prosencéfalo desempeñan un papel clave en la orquestación del desarrollo de la neocorteza. Los centros organizadores secretan factores que funcionan durante mucho tiempo-distancia para inducir el tejido vecino para dar lugar a tipos de células específicas. En el desarrollo normal del cerebro, un centro organizador llamado dobladillo cortical se encuentra justo debajo de la coronilla de la cabeza, mientras que el himno marca el lado opuesto de la corteza y se encuentra en ellado derecho e izquierdo del cerebro. Los investigadores encontraron que estos dos centros organizadores están presentes en los organoides.
Cuando el cerebro crece, se agregan nuevas células en un orden preciso. Las células formadas antes se diferenciarán en neuronas de las capas internas de la corteza, mientras que las células que nacen más tarde migran más hacia afuera y las células gliales, células no neurales delcerebro: se agregan hacia el final. Finalmente, las células nerviosas crecen protuberancias largas y se conectan entre sí para formar una red compleja. Estos procesos también se imitan en los organoides cerebrales, lo que enfatiza el valor de los organoides en la investigación de una amplia gama de procesos de desarrollo cerebral.
En los últimos años, Knoblich y su equipo ya han ampliado su investigación sobre los organoides para cultivarlos a partir de células de pacientes para investigar la base celular de los trastornos del desarrollo. Sin embargo, se requiere un conocimiento profundo del desarrollo normal de organoides para poder interpretar elaberraciones en un modelo organoide de una enfermedad del desarrollo. La descripción detallada del desarrollo de organoides en el estudio actual del laboratorio de Knoblich es un paso importante en esta dirección.
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Materiales proporcionado por EMBO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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