Avance histórico en neurociencia: logran crear mini-cerebros humanos con vasos sanguíneos reales.
👤 Por Bioteech
Un equipo de científicos ha logrado crear organoides cerebrales con múltiples regiones del cerebro y un sistema vascular complejo. Este nuevo modelo reproduce con alta fidelidad el desarrollo del cerebro fetal humano y abre enormes posibilidades para entender enfermedades neurológicas como el autismo, la esquizofrenia y más.
¿Qué son los organoides cerebrales?
Los organoides cerebrales son estructuras tridimensionales desarrolladas en laboratorio a partir de células madre. Funcionan como “mini-cerebros” que simulan ciertas funciones y etapas del desarrollo cerebral. Son una herramienta revolucionaria para estudiar el cerebro humano sin necesidad de usar tejido vivo real.
Hasta ahora, la mayoría de los organoides eran bastante limitados. Solían representar solo una región del cerebro —principalmente la corteza cerebral— y contenían sistemas vasculares muy básicos, a menudo artificiales o incompletos. Esto dificultaba modelar con precisión las complejas interacciones celulares que realmente ocurren en el cerebro en desarrollo.
MRBOs: Una nueva generación de organoides
En este reciente estudio publicado en la revista Advanced Science, los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de organoide al que llamaron MRBO (Multi-Region Brain Organoid). Este modelo es capaz de integrar:
La corteza cerebral
El mesencéfalo y rombencéfalo (regiones involucradas en el movimiento, el equilibrio y funciones automáticas como la respiración)
Un sistema endotelial vascular complejo, mucho más parecido a los vasos sanguíneos reales del cerebro humano
¿La clave? En lugar de usar solo células endoteliales simples, como se hacía antes, el equipo generó organoides vasculares que contienen múltiples tipos celulares: progenitores vasculares, células maduras, pericitos, células angiogénicas y células del estroma. Esto permite imitar mejor la verdadera microarquitectura del cerebro humano.
Organoides cerebrales: se guían para que se conviertan en neuronas de la corteza cerebral usando señales químicas específicas, y se cultivan en 3D para formar estructuras similares a las del cerebro.
Organoides vasculares: se orientan para que formen células de vasos sanguíneos reales, utilizando señales como WNT, BMP4, VEGFA y FGF.
Organoides del mesencéfalo y rombencéfalo: se desarrollan con otras señales químicas que hacen que las células se conviertan en regiones más profundas del cerebro.
Luego, los tres tipos de organoides se unen en un gel biológico, que los mantiene estables y les permite crecer juntos hasta el día 60, cuando se analizan en detalle.
¿Qué encontraron?
Los resultados fueron impresionantes:
Los MRBOs desarrollaron poblaciones neuronales específicas de cada región cerebral.
Se formaron vasos sanguíneos complejos, con varios tipos celulares cooperando entre sí.
A través de secuenciación de núcleo único, los científicos identificaron 13 nuevas interacciones entre células neuronales y vasculares.
Estos organoides coincidieron en un 80% con los tipos celulares presentes en el cerebro fetal humano entre las semanas 4 y 6 de desarrollo (etapas Carnegie 12–16).
Se observó que los vasos influyen directamente en el desarrollo de ciertas regiones, como el rombencéfalo, demostrando que el sistema vascular no es solo una red de transporte, sino un regulador activo del desarrollo cerebral.
Además, los análisis mostraron que las células dentro de los MRBOs siguen trayectorias de maduración similares a las observadas en embriones humanos, lo que valida aún más su relevancia como modelo experimental.
¿Por qué es importante?
Este avance permite modelar el desarrollo cerebral humano con una precisión sin precedentes, incorporando múltiples regiones cerebrales y su entorno vascular realista. Esto tiene aplicaciones directas en:
El estudio de trastornos del neurodesarrollo como el autismo, la esquizofrenia o el trastorno bipolar
La evaluación de fármacos neuroactivos y su efecto sobre distintas regiones del cerebro
La exploración del papel de los vasos sanguíneos en enfermedades neurológicas
El análisis de factores genéticos y ambientales que alteran el desarrollo cerebral en etapas tempranas
Incluso podría aplicarse a la creación de organoides personalizados a partir de células de pacientes, lo que acercaría aún más la medicina de precisión a las neurociencias.
Aunque aún estamos lejos de crear un cerebro completo en laboratorio, los MRBOs representan un paso crucial hacia modelos más integrales y realistas del cerebro humano. El siguiente objetivo es mantenerlos viables por más tiempo, incorporar células del sistema inmunológico y estudiar procesos como la inflamación, la barrera hematoencefálica y la conectividad funcional.
Este avance no solo mejora nuestra comprensión del cerebro humano, sino que también abre nuevas puertas hacia terapias innovadoras y diagnósticos tempranos en enfermedades mentales y del desarrollo.
Referencias
Kshirsagar, A., Mnatsakanyan, H., Kulkarni, S., Guo, J., Cheng, K., Ofria, L. D., Bohra, O., Sagar, R., Mahairaki, V., Badr, C. E., & Kathuria, A. (2025). Multi-Region Brain Organoids Integrating Cerebral, Mid-Hindbrain, and Endothelial Systems. Advanced Science,DOI:10.1002/advs.202503768.
