Organoides cerebrales humanos: Modelos complejos y prometedores para estudiar el cerebro

Los organoides son 'mini-órganos' desarrollados en laboratorio a partir de células humanas, que imitan la actividad de los órganos humanos, lo que facilita la investigación de enfermedades y la búsqueda de posibles tratamientos. El Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) dispone de varios equipos implicados en el estudio y desarrollo de organoides, y una de estas líneas de trabajo se centra en los organoides cerebrales. En este sentido, las Unidades de Regeneración Neural y Biología Computacional de la Unidad Funcional de Investigación en Enfermedades Crónicas (UFIEC) del ISCIII han publicado un nuevo trabajo sobre los avances recientes en la tecnología de organoides cerebrales humanos. Estos organoides son sistemas tridimensionales (3D) cultivados en el laboratorio capaces de recapitular aspectos clave del desarrollo y funcionamiento del cerebro humano. El artículo que resume estos avances, publicado en la revista Neural Regeneration Research, destaca el enorme potencial que presentan estos modelos para comprender mejor cómo se forma el cerebro humano y cómo se ve alterado en diversas enfermedades neurológicas.     Raquel Coronel e Isabel Liste, de la UFIEC-ISCIII, explican que a diferencia de los modelos animales tradicionales, "los organoides cerebrales humanos ofrecen una aproximación más precisa y ética al estudio de trastornos como el autismo, la epilepsia o enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson". Además, señalan que su capacidad para imitar las etapas tempranas del desarrollo cerebral humano permite observar procesos biológicos difíciles de estudiar de otra forma, abriendo la puerta a nuevos enfoques en diagnóstico y tratamiento. En esta revisión, las autoras aportan una descripción acerca de los diferentes tipos de protocolos que existen en la actualidad para generar diversos tipos de organoides cerebrales humanos. Además, resumen sus aplicaciones para el estudio de patologías cerebrales, entre ellas enfermedades del neurodesarrollo, psiquiátricas, neurodegenerativas, tumores cerebrales y enfermedades infecciosas, y explican sus posibilidades en cribado de fármacos y ensayos toxicológicos. Este trabajo también resalta algunos de los enfoques que se persiguen a través del uso de la bioingeniería y trata los principales desafíos actuales de estos modelos de estudio.   Victoria López, Rosa González, Raquel Coronel, Cristina Soriano, Patricia Mateos e Isabel Liste, en uno de los laboratorios de la UFIEC del ISCIII.   Avances en marcha y limitaciones que superar El artículo, además, repasa el conocimiento científico en cuestiones como embriogénesis, desarrollo de líneas celulares, protocolos existentes, tipos de organoides cerebrales, estudios en combinación de organoides (asembloides) y trasplantes de organoides, y posibles aplicaciones en enfermedades como esquizofrenia, Alzheimer, Huntington, tumores cerebrales y patologías infecciosas. De manera complementaria, la revisión cita algunas de las limitaciones y retos que el desarrollo de organoides cerebrales humanos tiene por delante. Entre ellos está garantizar la presencia de células inmunitarias como la microglía, y la falta de sistemas vasculares que, por estrés celular, dificultan la especificación de los tipos celulares y la maduración de los organoides. La dificultad de reproducir circuitos neuronales complejos también puede complicar el estudio de trastornos cerebrales de aparición tardía. En todo caso, los continuos avances científicos están permitiendo mejoras en otro de los grandes retos, la vascularización de los organoides y su influencia en el desarrollo, maduración y supervivencia a largo plazo de los cultivos. Los progresos en ingeniería de tejidos, nuevos biomateriales y biología molecular de células madre están dejan entrever estrategias prometedoras. Cuando estos avances tomen forma, no sólo mejorará la generación de modelos de organoides para estudiar el cerebro y su desarrollo, sino que también podrían tener aplicaciones en medicina regenerativa, el estudio de la fisiopatología de las enfermedades neurológicas y el ensayo de nuevos fármacos y compuestos para el futuro tratamiento de estas enfermedades. Estas investigaciones están coordinadas desde las citadas Unidades de Regeneración Neural y de Biología Computacional de la UFIEC-ISCIII, y han sido financiados con ayudas del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y con fondos del propio Instituto. Los servicios de generación y caracterización de organoides cerebrales se ofertan en la Plataforma BioPlat del ISCIII.   • Referencia del artículo: Coronel R, González-Sastre R, Mateos-Martínez P, Maeso L, Llorente-Beneyto E, Martín-Benito S, Costa Gagosian VS, Foti L, González-Caballero MC, López-Alonso V, Liste I. Human cerebral organoids: Complex, versatile, and human-relevant models of neural development and brain diseases. Neural Regen Res. 21(3), 837-854. doi: 10.4103/NRR.NRR-D-24-01639. https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-24-01639. Noticias relacionadas: . Organoides demuestran capacidad de asemejarse al cerebro humano, facilitando el desarrollo de terapias para enfermedades neurológicas - Un nuevo protocolo para crear organoides cerebrales facilitará el estudio del neurodesarrollo y la búsqueda de terapias para enfermedades neurológicas

Día Mundial de Investigación del Cáncer: así impulsa el ISCIII el estudio de la enfermedad

Este miércoles, como cada 24 de septiembre, se conmemora un nuevo Día Mundial de la Investigación del Cáncer. El Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) se suma un año más a la difusión y visibilización del impulso al estudio del cáncer, una labor que el Instituto lleva a cabo principalmente desde el ámbito de la investigación y desde su faceta como agente financiador de la ciencia. A ello se suma la implicación desde el ámbito internacional.   - Lee la noticia: Una terapia génica ‘suicida’ abre nuevas opciones contra el sarcoma de Ewing, un cáncer infantil raro   En lo que respecta a la financiación de la investigación en cáncer, el ISCIII ha destinado desde 2018 más de 244 millones de € para impulsar 1.059 proyectos de investigación sobre origen, diagnóstico y tratamiento del cáncer. Estas ayudas se conceden en el marco de la Acción Estratégica en Salud (AES), la principal herramienta para financiar en España investigación biomédica y sanitaria. Entre estos proyectos los hay vinculados a convocatorias de Investigación Clínica Independiente, Investigación en Salud (PI), Medicina Personalizada de Precisión (PMP) y Unidades de Investigación Clínica, entre otros. A estos más de 244 millones se puede sumar la financiación aportada para fondos estructurales al Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y al Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER), cantidades que elevan hasta los 460 millones de euros la aportación del ISCIII a la investigación del cáncer desde 2018. Esto supone una inversión anual un 27% mayor que hace 7 años.   En lo referente a la investigación desde centros y unidades propias, el ISCIII estudia el cáncer principalmente desde el Instituto de Investigación de Enfermedades Raras (IIER), el Centro Nacional de Epidemiología (CNE) y la Unidad Funcional de Investigación en Enfermedades Crónicas (UFIEC). El IIER tiene líneas de investigación sobre terapias genéticas e inmunoterapias para cánceres raros, como el sarcoma de Ewing desde la Unidad de Tumores Sólidos Infantiles, el desarrollo de terapias avanzadas desde el área de Biotecnología Celular y el uso de la edición genética CRISPR desde la Unidad de terapia Génica. Por su parte, la UFIEC realiza investigación básica y traslacional sobre distintos tipos de cáncer, como el de mama, tiroides, pulmón y colon. El Área de Oncología incluye grupos dedicados a la Biología Celular, la Neurooncología y los Tumores Endocrinos. En cuanto al Centro Nacional de Epidemiología (CNE), dispone de un Área de Epidemiología del Cáncer, que alberga estudios sobre un amplio rango de temas en investigación etiológica de diferentes formas de cáncer y desarrollo de métodos innovadores de diseño de análisis de datos. Además de estos tres centros propios, el ISCIII tiene entre sus entidades adscritas el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), que está específicamente dedicado al estudio del cáncer, y el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER), que dispone de un área concreta sobre Cáncer (CIBERONC).  El CNIO tiene programas sobre Oncología Molecular, Biología Estructural, Genómica del Cáncer, Investigación Clínica, Biología de Tumores, Biotecnología, Terapias Experimentales y un Biobanco de muestras. Todos ellos abordan y establecen puentes entre la investigación básica y clínica, para conocer mejor el cáncer y llevar la ciencia hacia el entorno productivo y los pacientes.   Centros de referencia y actividad internacional En cuanto al CIBER, su Área de Cáncer (CIBERONC) cuenta con 50 grupos de investigación ubicados en los principales centros de toda España. Estos grupos se han estructurado en 6 programas científicos, cinco enfocados en los grandes retos en la prevención, diagnóstico y tratamiento de las tipologías neoplásicas más prevalentes, y un sexto centrado en comprender mejor el funcionamiento de las células malignas para desarrollar nuevas terapias de precisión. Además, añade un programa transversal de formación y movilidad. A los esfuerzos nacionales centrados en dar apoyo al sistema de Ciencia y al Sistema Nacional de Salud, el ISCIII suma un Área de Internacional, con el que colabora con el Espacio Europeo de Investigación y con agentes internacionales, como la Agencia Internacional de Investigación en Cáncer (IARC). Participa en diferentes programas de investigación, tanto europeos como del ámbito internacional, como el desarrollo de la Misión Cáncer europea en el marco de Horizonte Europa, y con su vinculación como agente financiador de las convocatorias de ERA-NET TRANSCAN.   Noticias relacionadas: - El desarrollo de una terapia génica ‘suicida’ abre nuevas opciones contra el sarcoma de Ewing, un cáncer infantil raro