Implantan neuronas humanas en el cerebro de ratas y logran restaurar funciones sensoriales perdidas.

¿Podríamos algún día reparar un cerebro dañado usando células de otra especie? Esa pregunta que parecía ciencia ficción acaba de recibir una respuesta fascinante desde la neurociencia experimental. Un equipo de científicos logró algo nunca antes visto: implantar neuronas humanas en el cerebro de ratas y observar cómo se integran funcionalmente.

Este avance, publicado en la revista Cell, no solo demuestra que es posible construir circuitos neuronales funcionales entre especies, sino que además estas neuronas pueden restaurar comportamientos básicos como la búsqueda de alimento en animales que habían perdido ese sentido.

La hazaña se logró a través de una técnica llamada complementación de blastocisto. En pocas palabras, se trata de insertar células madre humanas en embriones de ratas para que ambas especies desarrollen conjuntamente sus sistemas neuronales.

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¿Qué significa implantar neuronas humanas en ratas?

Cuando se dice que implantan neuronas humanas en ratas, no se trata simplemente de una inyección de células. En este caso, las células madre humanas se introdujeron en embriones de ratón que habían sido genéticamente modificados para carecer de ciertas neuronas sensoriales. Así, se crea un “nicho vacío” en el que las células humanas pueden integrarse y desarrollarse sin competencia.

Estas células humanas no solo sobrevivieron, sino que migraron, se diferenciaron y se conectaron con neuronas de ratón, formando sinapsis funcionales. Según el estudio, incluso lograron restaurar comportamientos perdidos cuando las neuronas originales del ratón estaban ausentes o inutilizadas.

En los ratones modificados genéticamente para carecer de neuronas olfativas, las neuronas humanas implantadas permitieron que el animal recuperara parcialmente la capacidad de buscar comida guiado por el olfato, un comportamiento considerado primario.

¿Cómo fue posible crear un cerebro con neuronas de dos especies?

El proceso utilizado por los investigadores se llama complementación de blastocisto, una técnica en la que células madre de una especie se introducen en un embrión de otra especie durante sus primeras etapas de desarrollo.

En este experimento, células madre pluripotentes de ratas se insertaron en blastocistos de ratón genéticamente modificados. A medida que el embrión crecía, se formaba un cerebro con neuronas de ambas especies.

Lo sorprendente es que las neuronas de rata se sincronizaron con el calendario de desarrollo del ratón, a pesar de que ambas especies se separaron evolutivamente hace más de 10 millones de años.

Además, se observó que las neuronas de rata lograban formar sinapsis con las neuronas del ratón, facilitando la comunicación funcional entre especies. Esta plasticidad inter-especie sugiere que ciertos mecanismos del desarrollo neuronal están profundamente conservados.

Restauración de funciones sensoriales perdidas

Uno de los logros más impresionantes de este estudio fue comprobar que las neuronas implantadas podían sustituir funciones sensoriales perdidas. Para esto, los científicos utilizaron ratones que habían perdido las neuronas olfativas responsables de detectar olores y, por ende, eran incapaces de buscar comida.

En este modelo, cuando se implantaron neuronas humanas, se observó una recuperación parcial de la conducta de búsqueda de alimento. Esto indica que las neuronas humanas no solo se conectaron al cerebro del ratón, sino que además lograron interpretar señales del entorno y generar una respuesta conductual coherente.

Según el artículo científico, el efecto fue más notable cuando las neuronas de ratón estaban ausentes por completo, que cuando estaban presentes pero inactivas. Esto sugiere que las neuronas de una especie pueden competir entre sí por el control de circuitos neuronales.

Posibles aplicaciones en la medicina

La posibilidad de que neuronas humanas puedan desarrollarse y funcionar en un cerebro de otra especie tiene enormes implicancias para la medicina regenerativa. En el futuro, esta técnica podría permitir estudiar enfermedades neurodegenerativas humanas dentro de modelos animales con mayor fidelidad.

También abre la puerta a nuevas formas de reemplazo neuronal en casos de daño cerebral, como en el Alzheimer, Parkinson o lesiones traumáticas. Si las neuronas implantadas pueden integrarse y restaurar circuitos perdidos, podríamos estar ante una herramienta poderosa para la reparación cerebral.

Por otro lado, este modelo permite explorar cómo interactúan genomas distintos en un mismo entorno cerebral. Según el estudio, las neuronas de rata conservan patrones de conexión propios, pero también pueden adaptarse a señales del huésped. Esto ayuda a entender mejor la plasticidad neuronal y cómo se forman las redes del cerebro.

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¿Qué sigue en la investigación?

El siguiente paso será aplicar esta técnica a otras regiones del cerebro y con neuronas humanas reales, no solo de rata. También se buscará replicar estos resultados en modelos más complejos y con comportamientos más sofisticados.

Los investigadores destacan que la técnica de complementación de blastocisto puede adaptarse para estudiar enfermedades específicas del sistema nervioso, modelar trastornos neuropsiquiátricos o probar terapias celulares en cerebros vivos.

En definitiva, el estudio demuestra que es posible construir circuitos neuronales funcionales entre especies, y que estos pueden restaurar funciones perdidas. Implantar neuronas humanas en ratas ya no es solo una posibilidad: es una realidad con enormes implicaciones para el futuro de la neurociencia.

Referencias

 

• Throesch, B. T., Imtiaz, M. K. bin, Muñoz-Castañeda,. et al. (2024). Functional sensory circuits built from neurons of two species. Cell. DOI: /j.cell.2024.03.042