Minicerebro infectado por Zika. En verde, las células progenitoras neurales afectadas.
Un nuevo abordaje de estudio para conocer más sobre el virus Zika: a través de minicerebros cultivados en laboratorio, tal y como propone un grupo de estudiantes e investigadores de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore (EEUU). Sus resultados son una muestra más de que, efectivamente, "esta infección puede producir microcefalia, ya que ataca a las células progenitoras neurales que construyen el cerebro y las convierte en 'fábrica' de virus". Así lo relatan los autores en un artículo que acaba de publicar la revista Cell.
La idea surge del hijo de dos científicos de la Johns Hopkins y otros dos estudiantes de secundaria de dicha universidad mientras hacían prácticas de verano en investigación. Se les ocurrió crear un equipo para el cultivo de los minicerebros con una impresora en tres dimensiones, con la intención de estudiar trastornos cerebrales como el Parkinson. "Llevamos tres años trabajando en la consecución de un mejor modelo de investigación del desarrollo del cerebro", señala Hongjun Song, profesor de Neurología y Neurociencia en la facultad de Medicina de la Johns Hopkins. "Es una suerte haberlo podido utilizar para el estudio del Zika, que ahora supone una gran crisis para la salud pública". Como señalan los autores en su artículo, "se trata de un modelo más realista (es tridimensional) que confirma lo que ya sospechábamos por los resultados en los cultivos de dos dimensiones, es decir, que Zika produce microcefalia. ¿Cómo? "Atacando principalmente a las células progenitoras neurales que construen el cerebro y convirtiéndolas en 'fábricas' de virus".
En los últimos años, varios grupos de investigadores han comenzado a crear órganos minúsculos a partir de células madre humanas para obtener un mejor estudio del desarrollo de los mismos y de determinadas enfermedades y así poder caminar más rápido hacia nuevas dianas de tratamiento. Sin embargo, apunta Song, "las técnicas existentes para 'engendrar' un minicerebro son muy limitadas por la complejidad del mismo, su alto coste y los complicados protocolos requeridos".
Aunque los minicerebros son tan pequeños como el tamaño de la cabeza de un alfiler, los biorreactores que se utilizan para su crecimiento son mucho mayores, como una lata de refresco. Esto encarece el proceso, ya que hay que costear los nutrientes necesarios para cultivar las células madre humanas en laboratorio y los factores de crecimiento químicos necesarios para la formación del órgano. "Pocos laboratorios podían permitirse el lujo de producir suficientes minicerebros como para comenzar una investigación", apunta Song.
A raíz de la idea de los tres estudiantes de secundaria, Song y su esposa Guo-Li Ming, también científica de la Johns Hopkins y profesora de Neurología, Neurociencia y Psiquiatría, han inventado una manera de mejorar los biorreactores, con impresoras 3D. Es cierto que "el proceso no ha sido tan sencillo, hemos dedicado tres años a este trabajo", reconoce uno de los artífices de la idea, uno de los estudiantes, Xuyu Qian.
Con el nuevo biorreactor, denominado llama Spin, este equipo de científicos ha desarrollado tres tipos de minicerebros que imitan la parte delantera, la central y la posterior de un cerebro humano y en ellos han estudiado el virus Zika durante los 100 días de su supervivencia. "Uno de los aspectos que pudimos observar se centró en los efectos de la exposición al Zika en las diferentes etapas del embarazo", expone Ming. Cuanto más temprano se producía la infección, más graves eran sus efectos: abortos involuntarios, daños cerebrales y microcefalia. Los investigadores constataron que el virus prefería infectar a las células progenitoras neurales de los minicerebros, es decir, especialmente durante el desarrollo del cerebro, en el primer trimestre del embarazo. "Usando la nueva técnica con la infección del Zika, hemos visto que tenemos el sistema perfecto para estudiar el impacto del virus", afirma Song.
"Los datos que hemos obtenido sobre el virus Zika ponen de manifiesto el poder de este sistema tecnológico para estudiar las diferentes etapas de la enfermedad y observar los mecanismos que hay detrás de la infección", agrega este especialista.
Tras comprobar en laboratorio las consecuencias de la exposición al virus Zika durante la gestación, este equipo de científicos tiene ya un siguiente proyecto. "Queremos probar en los minicerebros fármacos ya aprobados por la Agencia Americana del Medicamento (FDA) para otras condiciones para ver si se podría proporcionar cierta protección contra Zika".
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