Científicos de la Universidad de Stanford (EE UU) trasplantan neuronas humanas al cerebro de ratas

Por Nicolás Jouve, Dr. en Biología, Catedrático de Genética y Presidente de CíViCa, Ciencia Vida y Cultura y ex -miembro del Comité de Bioética de España

Video publicado en BioéticaWeb:

Científicos de la Universidad de Stanford (EE UU) han trasplantado neuronas humanas al cortex somatosensocial del cerebro de ratas recién nacidas. El trabajo ha sido publicado en Nature a mediados de octubre y su investigador principal es Sergiu Pasca. (En la imagen de portada una sección transversal del cerebro de una rata que muestra tejido de un organoide de cerebro humano con una fluorescencia verde claro. Laboratorio Pasca / Medicina de Stanford).

El trasplante se hace a ratas atímicas -modificadas genéticamente para evitar el rechazo inmunológico- para que el injerto no sea rechazado.

En la imagen, el investigaddor principal Sergiu Pasca

Los “organoides cerebrales” que se trasplantan consisten en agregados de unos milímetros de diámetro con unos pocos millones de células, obtenidos por crecimiento, es decir proliferación celular in vitro a partir de células pluripotentes inducidas (la tecnología de reprogramación celular del premio Nobel de 2012 Shinja Yamanaka). Estas células madre (iPSC) derivan de células humanas de la piel modificacadas genéticamente para retrotraerlas al estado de indiferenciación como vemos en la imagen adjunta. A continuación, se induce su especialización hacia células nerviosas. Por tanto, es importante tener en cuenta que no son propiamente células del sistema nervioso, sino que siendo originalmente células de la piel se han reprogramado hacia agregados celulares del nervioso,que además en el laboratorio carecen de interconexiones. Por ello se pueden considerar como objetos sin capacidad propia de organizarse al faltarle otros elementos para su función específica nerviosa (riego sanguíneo y por tanto nutrientes, conectividad intercelular y por tanto capacidad de recibir estímulos…, etc). Es importante tener en cuenta esto para salir al paso de los falsos argumentos de que se está trasladando algo de nuestro sistema nervioso… y ya no digamos de nuestra psique o nuestra conciencia. No. Son células somáticas originalmente de la piel.

En el experimento, esos organoides crecieron hasta parecerse mucho a los agregados de células de la corteza cerebral humana, que es la capa más externa del cerebro. Los organoides se introdujeron en la misma región del cerebro para todas las ratas: la corteza cerebral somatosensorial. Según explicó Pasca, el uso de ratas adultas para el procedimiento no habría tenido tanto éxito, ya que las conexiones cerebrales se forjan principalmente en las primeras etapas de desarrollo.

La integración estructural fue eficaz. Una vez implantados los organoides, se autoorganizaron, crecieron, maduraron, se alimentaban a través de vasos sanguíneos y se comprobó que se integraban en el tejido cerebral de la rata, que se trazaban axones –interconexiones- e incluso que influían en el comportamiento de los animales, recibiendo señales de los órganos sensoriales de las ratas, incluidos los bigotes.

Cuando se examinaron los cerebros de rata después de seis meses, los investigadores encontraron que las células humanas se habían integrado con éxito con el tejido animal, creciendo para ocupar un tercio del hemisferio del cerebro de las ratas trasplantadas.

La interconexión funcional también dio resultado, lo que se verificó por optogenética, una tecnología debida al neurocientífico estadounidense Karl Deisseroth, que permite activar o desactivar neuronas mediante ráfagas de láser, gracias a la introducción previa de genes de algas sensibles a la luz.  En el caso de los trasplantes de organoides, los estímulos lumínicos en las células humanas trasplantadas producían estímulos en las ratas a beber agua. Del mismo modo se observaba cómo reaccionan las células de los organoides al tocar los extremos de los bigotes de las ratas trasplantadas.

Aplicaciones biomédicas en neuromedicina.

Esta tecnología puede tener grandes aplicaciones en investigaciones biomédicas, al suponer una ventana abierta para estudiar tratamientos para las enfermedades psiquiátricas.

Permitirá descubrir nuevos fenotipos a nivel de circuito en células derivadas de pacientes que de otro modo han sido esquivos a los tratamientos y probar nuevas estrategias terapéuticas.

El principal campo de aplicación es la medicina regenerativa. Por ejemplo, para estudiar fármacos en modelos de cerebros trasplantados. De hecho, en la publicación se parte de células de tres pacientes de la enfermedad de Timothy, una enfermedad rara parecida al autismo y la epilepsia, que también conlleva problemas cardíacos. Pero del mismo modo se prevé aplicar este tipo de experimentación en otras enfermedades del espectro del autismo, desorden bipolar, esquizofrenia, Alzheimer, Parkinson…

Cuestiones bioéticas

Dicho todo lo anterior es necesario también fijarse en los problemas o cuestiones bioéticas de esta nueva tecnología entre la ingeniería genética y celular. Karl Popper decía que la investigación implica la ética, y que en toda investigación deben contemplarse los riesgos para el hombre y la naturaleza. Debe tenerse en cuenta que lo peligroso no es la investigación básica, sino las aplicaciones y los fines u objetivos que se persigan.

Por ello es conveniente reflexionar sobre una serie de cuestiones:

¿Es posible trasladar algo de nuestra conciencia?, ¿pueden los organoides aportar conciencia a los animales traasplantados?, ¿podrían estos animales desarrollar características «humanas»? Desde mi punto de vista es descabellado pensar en ello. La mente, la conciencia y todos los elementos de nuestra capacidad intelectual no son emanaciones de las neuronas, ni un epifenómeno de nuestro cerebro, como alguien trata de sugerir. La conciencia constituye un componente espiritual, no material del ser humano. Al que, eso sí, está hipostáticamente unido.

¿Estamos cruzando una barrera en lo que se debe considerar experimentación humana?, ¿tendría consecuencias para los animales de experimentación?, ¿estamos creando híbridos de roedores y humanos que podrían dañar a los animales? Esto tampoco va a pasar. Estos animales trasplantados no son realmente híbridos ni tienen capacidad de transmitir vía germinal características biológicas que afectan a un órgano somático, como no se transmite a la descendencia ningún elemento de un trasplante por parte de una persona que recibe un órgano de un donante. Simplemente, no hay modificación genética en las células germinales.

¿Se deben utilizar modelos animales más cercanos al hombre? Dependiendo de los fines de las investigaciones probablemente sí. Se puede aprender y conocer mejor sobre enfermedades del sistema nervioso en animales más parecidos al hombre, pero en cualquier caso es obligado seguir todas las precauciones para que los animales no sufran de acuerdo con los estándares de la utilización de los modelos animales en experimentación.

Por supuesto y para finalizar, lo que estos experimentos no deben llevarnos es a  su utilización en humanos… Es preciso evitar el trasplante de estas células  de un humano a otro con fines de sumisión psíquica o para modificar el comportamiento en el receptor, como se ha verificado que ocurre en las ratas trasplantadas.

Y además habrá que evitar que esta tecnología se convierta en otro banco de pruebas para quienes sueñan con el transhumanismo.

En 2018, Hank Greely, director del Centro de Derecho y Biociencias de la Universidad de Stanford y asesor del estudio que comentamos, convocó a un debate ético junto con un grupo de científicos, especialistas en ética, abogados y filósofos para ir planteando las líneas rojas que este tipo de investigaciones arriesgadas deben tener.