Células cerebrales prefirieron el espacio: resultados de un experimento único en la EEI

Un experimento único con organoides del cerebro humano ha abierto perspectivas sorprendentes para el estudio de enfermedades neurodegenerativas. Pequeñas muestras de tejido nervioso cultivado artificialmente pasaron un mes en órbita terrestre baja, y su estado al regresar a la Tierra sorprendió al equipo de investigación.

Bajo la dirección del biólogo molecular Davide Marotta, el equipo del Laboratorio Nacional de la EEI cultivó muestras en miniatura basadas en células madre pluripotentes inducidas. El material para el estudio fue proporcionado tanto por donantes sanos como por pacientes con esclerosis múltiple y enfermedad de Parkinson. La elección de estas enfermedades no es casual: tienen un impacto extremadamente agresivo en el sistema nervioso, por lo que la búsqueda de medicamentos y enfoques terapéuticos es actualmente muy relevante.

La creación de los organoides se basó en un método único: los científicos primero devolvieron células humanas adultas a un estado de células madre indiferenciadas y luego orientaron su desarrollo en dirección inversa para formar neuronas corticales y dopaminérgicas.

Algunos organoides incluyeron microglía, células inmunitarias del cerebro. Sin embargo, los autores del proyecto subrayan que las estructuras obtenidas se utilizan exclusivamente como material de investigación y no poseen siquiera indicios de conciencia.

Antes del envío al espacio, fue necesario resolver otro desafío complejo: desarrollar un sistema confiable de transporte y almacenamiento de las muestras. Los organoides se colocaron en criotubos especiales y se dividieron en dos grupos: el grupo de control permaneció en la Tierra, mientras que el experimental viajó durante un mes en órbita.

En el laboratorio terrestre, para el grupo de control se mantuvieron las mismas condiciones que en el espacio, excepto la microgravedad. Esto permitió determinar exactamente cómo la ingravidez afecta a nuestro cerebro.

El biólogo molecular Jeanne Loring, del Instituto de Investigación Scripps, admite: que las muestras conservaran su viabilidad tras el vuelo es simplemente un milagro. Más aún, los organoides mostraron signos de desarrollo acelerado en comparación con las muestras terrestres.

Los investigadores analizaron la estructura de las células “viajeras” bajo el microscopio, evaluaron la actividad metabólica y examinaron los cambios genéticos.

Esto fue lo que observaron en el análisis genético: en los organoides espaciales se incrementó la actividad de genes relacionados con la maduración celular. Por otro lado, los genes responsables de la reproducción celular mostraron menor actividad. En otras palabras, las células se dividieron más lentamente pero alcanzaron la madurez más rápidamente.

La comparación reveló diferencias en la actividad de cientos de genes entre las muestras espaciales y terrestres. Particular atención se dio a los cambios en las regiones del ADN responsables de la formación de sinapsis y la transmisión de impulsos nerviosos.

Otra sorpresa fue que las muestras que estuvieron en el espacio presentaron menores indicadores de estrés e inflamación. Se plantea la hipótesis de que las condiciones de microgravedad imitan mejor el entorno natural dentro del cráneo humano.

En la ingravidez, los organoides crecen de manera indirecta, sin la influencia constante de nutrientes y oxígeno. Así, las células forman estructuras tridimensionales más naturales, similares en arquitectura al tejido nervioso real.

Bajo el microscopio, en ambos grupos de organoides se observaron las características rosetas neuronales. Sin embargo, en las muestras espaciales hubo menos, lo que confirmó la desaceleración de los procesos de división celular.

En la próxima etapa, el grupo de investigación se enfocará en las áreas del cerebro más vulnerables a la enfermedad de Alzheimer. Los planes incluyen un estudio detallado de la formación de conexiones entre neuronas en condiciones de microgravedad.

La doctora Loring destaca que el trabajo está en una etapa inicial, ya que experimentos de este tipo se realizan por primera vez. Es crucial considerar cada pequeño detalle que pueda influir en el resultado. Cada nuevo experimento puede traer resultados y descubrimientos inesperados en el campo de la neurobiología.