Minicervells

A / El cervell és probablement la característica més distintiva dels humans, el que ens diferencia sobretot de la resta d’animals. És tres vegades més gran que el dels nostres parents propers, els ximpanzés, consumeix el doble d’energia en estat de repòs que el dels altres primats i les seues capacitats són úniques. Encara no entenem què fa que el cervell humà siga tan especial, malgrat els anys que portem estudiant-lo. Recentment, una eina nova ens permet entendre’l millor: els minicervells cultivats al laboratori.

B / Els organoides (o miniòrgans) són unes xicotetes estructures, normalment creades amb cèl·lules mare, que es comporten de manera semblant a un òrgan del cos humà. S’ha aconseguit que desenvolupen estructures i funcions pròpies del fetge, ronyons, pàncrees, pulmons i pràcticament qualsevol òrgan principal. Els primers organoides es van crear a principis d’aquest segle, però no va ser fins fa una dècada que realment es van convertir en models útils per a estudiar malalties i també el funcionament normal dels teixits.

C / Uns dels organoides que més interés han despertat són els que imiten el cervell. Si es posen cèl·lules mare en un plat de cultiu es converteixen en neurones, que ràpidament es connecten entre si per a formar una esfera microscòpica, una mena de minicervell primitiu semblant al que tenen els embrions als estadis més inicials. Això ha permès entendre millor com es desenvolupa el cervell al principi. Però malgrat que aquests organoides presenten estructures que recorden parts del cervell, no van més enllà de fases primerenques.

D / Científics de les universitats de Stanford i de Califòrnia van publicar a la revista Nature Neuroscience un article en què descrivien minicervells que s’han mantingut vius al laboratori durant més d’un any. Al llarg d’aquest temps els investigadors van anar analitzant quins gens s’activaven i desactivaven en les cèl·lules dels organoides, i van comparar-ho amb les bases de dades que contenen informació sobre l’estat dels gens en cervells humans d’edats diferents.

E / La sorpresa va ser que, després d’uns nou mesos de cultiu, els minicervells canviaven el patró d’activació genètica, que passava de ser com el d’un embrió a assemblar-se més al cervell d’un nadó. A més, apareixien variants de proteïnes que només es veuen després del part. Els organoides, doncs, maduraven d’una manera semblant a l’òrgan real.

F / Cal destacar que encara els falta molt perquè es comporten de manera semblant a un cervell. Per exemple, l’activitat elèctrica és diferent, cosa que suggereix que les neurones en cultiu encara no són capaces de funcions superiors, com les que caldria per percebre informació, processar-la, transmetre-la o fins i tot pensar. És possible que els minicervells no arriben mai a aquest nivell, que requeriria estructures més complexes formades per milers de cèl·lules, incloent-hi vasos sanguinis.

G / De tota manera, aquests minicervells més madurs permeten fer experiments que abans eren impossibles, com estudiar els processos genètics associats amb l’autisme, l’esquizofrènia, l’epilèpsia i la malaltia de l’alzhèimer, entre altres trastorns, que només es fan evidents després del naixement.

H / En un experiment, publicat a la revista Cell, científics de Cambridge van estudiar què feia que el cervell humà fora més voluminós del que correspondria a la nostra espècie. Van fabricar minicervells amb cèl·lules d’humans, de ximpanzés i de goril·les, i van comparar ne els gens que s’activaven.

I / Per començar, els organoides humans eren més grans que els altres. La raó era que unes cèl·lules, que amb el temps es converteixen en neurones, es multiplicaven més de pressa. La causa d’això era que un gen s’activava més tard en les cèl·lules humanes. Quan es manipulava aquest gen per fer que s’activara tard en els organoides de ximpanzé o de goril·la, llavors els seus minicervells es feien més grans. I al revés: si s’activava abans en els humans, s’acabaven assemblant als minicervells dels altres primats.

J / Aquests experiments ens permeten entendre cada cop millor com es forma el cervell humà i què el diferencia del dels nostres parents propers. I també dels antecessors: en un experiment es va introduir un gen de neandertal, anomenat NOVA1, en un minicervell humà i es va veure que es formaven organoides més menuts. Tot això permet anar identificant els gens que són responsables de les característiques úniques del nostre cervell i que, d’alguna manera, determinen què vol dir ser humà.

TEST