Imagina que la ciència pogués reconstruir un cervell danyat, peça a peça, o que tinguéssim un model viu i funcional per desxifrar les malalties neurològiques més complexes. Sembla tret d’una pel·lícula de ciència-ficció, oi? Doncs bé, un equip d’investigadors acaba de fer un pas de gegant que podria canviar-ho tot en la nostra comprensió de la ment humana.
Allò que semblava impossible, ara és una realitat sorprenent. Un grup de científics, amb participació espanyola, ha aconseguit trasplantar amb èxit neurones humanes en ratolins, però no en ratolins qualsevol. Han creat uns models únics que ens obren una finestra inèdita a la complexitat cerebral. (Sí, nosaltres també estem al·lucinant amb la implicació d’aquesta fita).
L’equip de la Universitat de Stanford ha pres organoides corticals humans, que són petits fragments de teixit cerebral cultivats en laboratori, i els ha implantat en ratolins modificats genèticament. Aquests ratolins, anomenats “apallials”, neixen sense pràcticament tota la seva escorça cerebral, la part del cervell responsable de funcions com la cognició i la memòria. La revelació? Aquest teixit humà no només ha sobreviscut, sinó que ha crescut i ha desenvolupat connexions funcionals amb el cervell i la medul·la espinal dels rosegadors.
Aquesta proesa no busca crear animals amb capacitats humanes (tranquils, no estem en una pel·lícula de terror). L’objectiu definitiu és revolucionar la investigació de malalties neurològiques avui incurables. Pensa en l’esquizofrènia, l’epilèpsia, l’autisme profund o la paràlisi cerebral: aquest experiment obre una via imprescindible per entendre-les i, potser, trobar-hi una solució. Fins ara, estudiar un cervell humà viu era un mur infranquejable per a la neurociència.
La clau: crear el llenç perfecte
Abans d’aquesta darrera fita, el 2022, el mateix equip ja havia provat d’implantar organoides humans en rates nadons. Aquella vegada, els investigadors van aconseguir identificar un defecte molecular en el síndrome de Timothy, una malaltia genètica devastadora, i fins i tot van trobar un candidat a fàrmac. Però hi havia limitacions clares: les neurones de rata es desenvolupaven molt més ràpid que les humanes, i ambdues competien constantment per l’espai, dificultant la integració plena.
Per superar aquesta competència, els científics van dissenyar una nova soca de ratolí en laboratori. Aquests ratolins “apallials” estan genèticament modificats perquè no puguin formar l’escorça cerebral ni la major part de l’hipocamp, eliminant així la meitat del seu volum cerebral. Després d’anys de feina, van aconseguir ratolins saludables amb només un 2% del teixit cortical original. Tot i les seves peculiaritats, com una marxa més cautelosa, aquests animals eren sorprenentment funcionals, demostrant la capacitat del cervell per assumir funcions en fases primerenques del desenvolupament.
El secret per a una integració exitosa és el moment. Si esperéssim massa, el cervell del ratolí ja no estaria interessat a establir noves connexions.
Els organoides corticals utilitzats provenien de donants sans, a partir de cèl·lules de la pell que es van transformar en cèl·lules mare pluripotents induïdes (iPS). Un o dos mesos després del seu desenvolupament, aquests organoides, que contenien aproximadament 100.000 cèl·lules cadascun, van ser col·locats quirúrgicament en les cavitats cerebrals de ratolins apallials de només dos dies d’edat. Sergiu Pașca, el psiquiatre al capdavant de l’estudi publicat a Nature, explica que aquesta finestra de plasticitat és crucial: “Si ho féssim en fases molt més avançades, el cervell del ratolí ja no li interessaria establir connexions”.
El ‘match’ inesperat i els seus reptes
En els nous ratolins “xenocorticals” (XCX), les cèl·lules humanes es van dividir i créixer durant setmanes i mesos, ocupant gran part de l’espai disponible i formant teixit cortical. Garikoitz Lerma Usabiaga, investigador Ikerbasque, va analitzar les imatges de ressonància magnètica, confirmant la connectivitat entre l’organoide i el cervell del ratolí. Aquest “match” va ser una solució parcial al problema de competència anterior, ja que la integració ara era més fluida i eficient.
Tot i això, Pașca reconeix que no és un sistema perfecte. Els ratolins xenocorticals contenen uns quatre milions de neurones humanes, una xifra significativa, però inferior als catorze milions de neurones de l’escorça cerebral que van ser retirades del ratolí. A més, les cèl·lules humanes no s’organitzen exactament en les mateixes capes que ho farien en un cervell complet. Per ara, només es poden estudiar etapes de desenvolupament relativament primerenques, ja que sis mesos en un ratolí equivalen aproximadament a la meitat de la gestació humana. El desfasament en el ritme de desenvolupament entre les dues espècies continua sent un repte a superar.
Els científics també van monitoritzar el comportament dels ratolins. Van observar que molts dels dèficits conductuals que presentaven els animals apallials van desaparèixer en els xenocorticals. La conducta d’aquests animals amb el teixit humà era similar a la dels ratolins de control, tot i que presentaven “alguns dèficits molt subtils” en tasques concretes. Cal aclarir que l’experiment no va convertir els ratolins en éssers més intel·ligents o amb capacitats humanes; l’objectiu no és pas aquest, sinó crear un model d’estudi.
Una nova esperança per a malalties sense cura
Per demostrar el valor d’aquests models, els ratolins van ser exposats a nivells baixos d’oxigen. Aquesta privació va provocar danys importants en el teixit cortical d’origen humà, derivant en dificultats per mantenir una marxa estable i l’equilibri, una observació que recorda el que es veu en nens amb paràlisi cerebral. En canvi, els ratolins normals i els apallials pràcticament no es van veure afectats. “Averiguar què explica aquesta diferència podria proporcionar pistes sobre la susceptibilitat neuronal humana a la falta d’oxigen, il·luminar els mecanismes subjacents a la paràlisi cerebral i proporcionar una plataforma per provar possibles estratègies terapèutiques”, afirma Pașca. Aquesta és la solució que la comunitat científica esperava.
La recerca va regalar una altra sorpresa oculta. El teixit cerebral humà dels ratolins xenocorticals contenia quantitats detectables de les raríssimes neurones de von Economo (VEN). Aquestes cèl·lules nervioses gegantines, molt menys freqüents que la majoria (una de cada 90.000 neurones), només s’havien observat en teixit cerebral obtingut després de la mort. Mai s’havien generat en cultius ni havien aparegut en experiments de trasplantament anteriors. En humans, estan implicades en la consciència social i la presa de decisions, i són especialment vulnerables en la demència frontotemporal, la mateixa malaltia neurodegenerativa que afecta l’actor Bruce Willis.
Ara podem estudiar aquestes cèl·lules rares d’una persona sana en un animal viu i amb comportament, per saber més sobre la seva funció i provar possibles tractaments.
La presència d’aquestes neurones és un descobriment sense precedents. “En algunes formes de la malaltia, aquestes cèl·lules disminueixen notablement, i els primers símptomes poden incloure canvis en el comportament social i la personalitat o dificultats amb el llenguatge”, explica Pașca. Disposar d’un model viu per estudiar-les pot ser la clau definitiva per entendre i, potser, frenar malalties tan devastadores. Aquest és un secret revelat amb un potencial immens.
Els límits de la ciència i l’ètica
Com qualsevol avenç que toca tan de prop la condició humana, el trasplantament de neurones humanes en animals és un assumpte delicat. Pașca subratlla que l’equip va adoptar “mesures extraordinàries de supervisió ètica des del principi”, amb la col·laboració d’un comitè extern d’especialistes, representants de pacients i neurocientífics. La prudència ha estat màxima, no només amb el benestar dels animals trasplantats, sinó també amb qualsevol possible canvi de comportament que pogués resultar problemàtic. (Un error en aquest punt podria ser catastròfic per a la recerca).
Existeixen, evidentment, límits clars. Els ratolins no sobreviurien sense estructures com el tàlem o la medul·la espinal, per exemple. Pașca també rebutja categòricament realitzar aquest tipus de trasplantaments en animals com els macacos. “Del ratolí ens separen 70 milions d’anys d’evolució, però el macaco està molt més a prop de nosaltres”, argumenta, destacant la importància de mantenir una distància ètica raonable. Això evita una multa moral que la societat no perdonaria.
El valor d’aquest nou model resideix en fer accessibles processos del cervell humà que fins ara eren pràcticament impossibles d’observar. Pensa-hi: aproximadament una de cada cinc persones pateix alguna malaltia neuropsiquiàtrica, moltes amb conseqüències devastadores. La investigació amb aquests ratolins pot ajudar a alleujar el patiment de milions d’afectats per trastorns que avui són incurables, però que, gràcies a aquests descobriments, podrien respondre a nous tractaments demà mateix. Estem davant d’un estalvi colossal en salut per al nostre futur.
Aquest avenç no és només una fita científica; és un missatge d’esperança real. Després de llegir això, entens per què no estem parlant només d’un experiment de laboratori, sinó d’una potencial solució definitiva. Ens apropa més que mai a un futur on les malalties del cervell ja no siguin una sentència sense remei. Quantes vides podria canviar això?
