Ha sido, sin lugar a dudas, la noticia de la semana y probablemente la noticia científica del mes. Durante estos últimos días todos los medios de comunicación, los telediarios, radios y revistas especializadas han destacado el trabajo de un equipo de investigadores de la Universidad estadounidense de Stanford que han trasplantado con éxito neuronas humanas al cerebro de unas ratas, consiguiendo además que este tejido ajeno se integre en el funcionamiento normal de los animales. El estudio se ha publicado en Nature hace tan solo unos días, consiguiendo levantar rápidamente un gran interés, curiosidad y algo de polémica. Las redes sociales se han llenado de explicaciones que, en algunos casos, tan solo han generado más confusión y malinterpretaciones de lo que representa este avance.

Por ello, y para entender mejor en qué ha consistido realmente este experimento y qué consecuencias podría dejarnos en un futuro no muy lejano, hemos contactado con Lluís Montoliu, científico, divulgador y Vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC).

Nuestro primer paso, en un experimento tan complejo como este, será comprender claramente el trabajo presentado por el equipo de Sergiu Pasca en la Universidad de Stanford…

“Efectivamente ha sido un estudio muy complejo”, explica Montoliu, “pero básicamente hay dos cosas que entender en este experimento. Primero tienes que meter un tejido humano dentro de una especie distinta. Normalmente lo que sucederá es que esa especie rechazará el tejido, por lo que en primer lugar no puedes realizar este experimento en un animal normal sino en un animal inmunodeficiente, es decir no tiene sistema inmunitario por lo tanto no tiene capacidad de rechazar el tejido".

"En realidad, introducir tejidos humanos en otros animales ya lo hemos hecho muchas veces desde hace muchos años y esto es útil, por ejemplo, para introducir tumores debajo de la piel de ratones y estudiar compuestos y tratamientos antitumorales y comprobar si el tumor desaparece. Muchos de los tratamientos contra el cáncer que se están desarrollando actualmente utilizan esta técnica así que, este primer punto no es una novedad”.

Lo que sí supone un avance novedoso es que, en este caso, el tejido que han trasladado es un tejido neuronal. “Son neuronas en cultivo, no es un trozo de cerebro de una persona”, aclara el investigador. “Es un organoide de cerebro, no es exactamente un órgano sino que es algo que se parece y que se ha realizado a partir de células madre humanas que se han dirigido hacia el programa en el cual se convierten en algo parecido a las neuronas de nuestro cerebro”.

Hace algunos años, ya en 2019, publicamos en Yahoo un artículo explicando qué son los organoides y cómo iban a revolucionar la ciencia en los próximos años. “El número de experimentos que podemos hacer con estas neuronas que están en una placa de cultivo es muy limitado, porque la conectividad que tienen los tipos de neuronas que son capaces de producir también es muy limitado. Entonces para que podamos ver en toda su plenitud todo el programa de desarrollo necesitamos trasladar este tejido a un entorno que sea favorable... y ¿Cuál es ese entorno favorable?: otro cerebro”.

Es aquí donde entra en juego el segundo punto importante del experimento. Aún no podemos introducir estas neuronas dónde y cuando queramos…

“Exactamente, el éxito de estos investigadores radica en que han incorporado estas células en una posición concreta del cerebro de la rata y además lo han hecho en un momento muy determinado que es la receta de este experimento de Pasca, es decir, en ratas recién nacidas. Hay que hacerlo en el momento justo en el que se está desarrollando el cerebro de la rata”.

En este sentido las ratas son iguales que los seres humanos: cuando los bebés nacen su sistema nervioso no está desarrollado completamente, la visión se sigue desarrollando, las conexiones empiezan a crecer... en las ratas es igual. Cuando nacen su sistema nervioso se desarrolla y es el momento ideal para incluir las neuronas humanas para que se adapten y se incorporen. Hasta ahora habíamos transferido neuronas a cerebros de ratas adultas y entonces ya era demasiado tarde, el sistema nervioso y sus conexiones estaban demasiado desarrolladas como para incorporar al nuevo invitado. Todo el entramado de conexiones ya estaba montado y, hasta ahora, en el mejor de los casos el tejido no era rechazado, las neuronas eran "toleradas" pero no había juego de equipo, no había interconexiones.

“El equipo de Sergiu Pasca ha trasladado ese organoide del cerebro humano a un cerebro que aún no está formado todavía: el cerebro de una rata recién nacida... y esto es fundamental porque, mientras la rata está estableciendo las conexiones, le introduces unas células tradicionales que, por un lado no las rechaza y por otro, esas neuronas se sienten cómodas, se adaptan a un entorno favorable y empiezan a interconectarse.

Ahora llega otra pregunta comprometida… ¿Cómo puedes demostrar esa interconectividad, es decir, cómo puedes saber que las neuronas introducidas se han acoplado al sistema nervioso con éxito?

“Bueno, se puede hacer de muchas maneras, pero una de las más evidentes es moviendo, acariciando o tocando los bigotes de la rata y analizando cuáles son las neuronas que se activan cuando ocurre eso... y curiosamente, cuando acarician los bigotes de esa rata las neuronas que se excitan y se activan son las neuronas humanas inducidas. Esto quiere decir que algo complejísimo, como es el percatarse que alguien está tocando esos bigotes a la rata, llega a unas neuronas que no son propias. Ese movimiento de los bigotes de las ratas provoca que una zona sensorial se estimule. Normalmente se estimularían las neuronas propias de la rata pero resulta que las neuronas humanas, como se han trasplantado con éxito a esa zona somatosensorial, también interactúan y se activan al recibir ese estímulo.

Afortunadamente Lluís Montoliu, además de ser genetista y experto en biotecnología, también fue Presidente del Comité de Ética del CSIC, lo que nos permite abordar con él algunas cuestiones algo más peliagudas de este trabajo.

“Hay que dejar muy claro que esto no está pensado para hacer "ratas-humanas" ni "humanos-ratas" ni nada parecido”, explica Montoliu. “Lo primero que surge es cómo llamamos a este animal que tiene una parte de células humanas y una parte de células de ratas... Es lo que denominamos "animal quimérico", sería una quimera. (Un concepto que también explicamos hace un tiempo en otro artículo de Yahoo dedicado a las quimeras)

¿Qué porcentaje de células humanas estamos dispuestos a admitir para regenerar el cerebro? En este experimento se han transferido muy pocas células pero, qué pasaría si, en el futuro, trasferimos un 30, un 40% del cerebro…

“Estas son cuestiones que se abren ahora y que probablemente tengamos que reflexionar más allá de la ciencia y, seguramente, con opiniones más allá de los investigadores. Esto significa que los científicos no necesariamente van a tener que tomar estas decisiones... estas decisiones recaerán sobre personas que tendrán que reflexionar sobre los límites determinados. Todo tiene límites, todo tiene normas, códigos y leyes que los científicos también deberán respetar. Son dilemas éticos que se plantean para el futuro y que deberemos que estudiar con profundidad y seriedad”.

Por último, no podemos olvidarnos de la importante cuestión de las aplicaciones… ¿Para qué sirve este experimento?

Si has demostrado que puedes transferir neuronas humanas y que además se interconectan y empiezan a funcionar... ¿Qué ocurriría si ahora en lugar de transferir neuronas de una persona sana, induces neuronas de pacientes con enfermedades neurológicas? Por ejemplo, ellos lo prueban con un síndrome raro denominado "Síndrome de Timothy". Esta condición está asociada a una cardiopatía y diferentes problemas neurológicos, es decir, las neuronas de estos pacientes no funcionan bien pero no sabíamos hasta hoy cómo de mal funcionaban. Ahora que tenemos un sistema para interconectar esas neuronas con las de rata y sabemos cómo estimularlas y cómo captar su función, si trasladamos estas neuronas de un paciente con una enfermedad neurológica podríamos saber qué les pasa exactamente y por qué no funcionan.

En resumen, ¿Para qué sirve todo esto que parece de ciencia ficción (pero no lo es)? Sirve para estudiar funcionalmente cuáles son los déficits neuronales de un montón de enfermedades neurológicas como la epilepsia, la ataxia, autismo, neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer...

Referencias científicas y más información:

Revah, Omer, et al. «Maturation and Circuit Integration of Transplanted Human Cortical Organoids». Nature, octubre de 2022, DOI:10.1038/s41586-022-05277-w.

Agradecimiento especial a Lluís Montoliu, investigador del CNB-CSIC, experto en genética y biotecnología y Presidente del Comité de Ética del CSIC.