Los antidepresivos dañan las neuronas en desarrollo en ‘minicerebros’ cultivados en laboratorio
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Investigadores de la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins han demostrado el uso de «minicerebros» derivados de células madre para detectar los efectos secundarios dañinos de un fármaco común en el cerebro en desarrollo. Los mini-cerebros son modelos de cerebro humano en miniatura, desarrollados con células madre humanas y apenas visibles para el ojo humano, cuyos mecanismos celulares imitan a los del cerebro humano en desarrollo.
Los científicos, que publicaron sus hallazgos en febrero en Frontiers of Cellular Neuroscience, usaron los minicerebros para determinar que el antidepresivo paroxetina, comúnmente llamado Paxil o Seroxat, suprime el crecimiento de las sinapsis, que son los puntos de conexión entre las neuronas, y conduce a disminuciones significativas en una importante población de células de soporte. La paroxetina, que puede atravesar la placenta en mujeres embarazadas, actualmente viene con una advertencia contra su uso al principio del embarazo, en gran parte debido al riesgo conocido de defectos cardíacos y pulmonares. Algunos estudios epidemiológicos también han sugerido que la paroxetina aumenta el riesgo de autismo.
La paroxetina y otros antidepresivos de su clase, conocidos como ISRS o inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina, se encuentran entre los medicamentos recetados con mayor frecuencia en el mundo y representan al menos menos cientos de millones de recetas al año. Es probable que los nuevos hallazgos aumenten las preocupaciones sobre los efectos del fármaco y otros de su clase en el cerebro en desarrollo.
Los autores del estudio dicen que los hallazgos sugieren que los minicerebros cultivados en laboratorio, a los que llaman BrainSpheres, son una buena alternativa a las pruebas tradicionales con animales. En particular, pueden revelar drogas y otras sustancias químicas que son dañinas para los cerebros jóvenes.
«Existe una creciente preocupación de que tengamos una epidemia de trastornos del neurodesarrollo, incluido el autismo, y que estos puedan ser causados por la exposición a medicamentos comunes u otros productos químicos. Sin embargo, dado que las pruebas tradicionales con animales son tan caras, no hemos podido investigar adecuadamente esta pregunta», dice el coautor principal Thomas Hartung, profesor y presidente del Departamento de Salud Ambiental e Ingeniería y director del Centro de Alternativas a las Pruebas con Animales en la Escuela Bloomberg.
Hartung y sus colegas desarrollaron los mini-cerebros para modelar el desarrollo temprano del cerebro. Los pequeños grupos de tejido cerebral se forman tomando células de humanos adultos, a menudo de su piel, y transformándolas en células madre, y luego empujando bioquímicamente las células madre para que se conviertan en células cerebrales jóvenes. Los mini-cerebros forman una organización rudimentaria similar a un cerebro durante un período de unos pocos meses. Debido a que están hechos de células humanas, es más probable que predigan los efectos en el cerebro humano y, debido a que se pueden producir en masa en el laboratorio, es mucho más económico trabajar con ellos que con animales.
Un conjunto de las pruebas de toxicología en animales para un solo químico cuesta alrededor de $ 1,4 millones en promedio, señalan los autores, lo que explica por qué la gran mayoría de los químicos utilizados en medicamentos y otros productos de consumo nunca han sido probados para determinar su toxicidad. Por el contrario, las pruebas de toxicidad con minicerebros cuestan solo unos pocos miles de dólares.
El equipo de investigación expuso minicerebros a dos concentraciones diferentes de paroxetina durante ocho semanas a medida que se desarrollaban las masas de tejido. Ambas concentraciones estuvieron dentro del rango terapéutico para los niveles sanguíneos del fármaco en humanos. En los experimentos, los investigadores también utilizaron dos conjuntos diferentes de minicerebros, cada uno derivado de una célula madre diferente.
Los científicos descubrieron que, si bien la paroxetina no parecía tener un efecto significativo en la eliminación de neuronas, en la concentración más alta, redujo los niveles de una proteína llamada sinaptofisina, un componente clave y marcador de las sinapsis, hasta en un 80 %. La paroxetina también redujo los niveles de otros dos marcadores relacionados con la sinapsis. De manera similar, el equipo observó que la paroxetina redujo el crecimiento normal de estructuras llamadas neuritas, que eventualmente se convierten en tallos de salida y ramas de entrada similares a raíces de neuronas maduras. Finalmente, los investigadores observaron que, en comparación con los grupos de control, los minicerebros expuestos a paroxetina se desarrollaron con hasta un 75 % menos de oligodendrocitos, las células de apoyo que son cruciales para el «cableado» adecuado del cerebro.
Estos efectos sugieren que el fármaco podría dificultar la formación normal de interconexiones entre las neuronas en desarrollo, un resultado que posiblemente podría ser la base del autismo u otros trastornos.
El estudio también muestra el potencial más amplio de las pruebas basadas en minicerebros para detectar los efectos adversos de los medicamentos en el cerebro en desarrollo.
«En este informe, pudimos demostrar que las pruebas con mini-cerebros pueden revelar efectos de desarrollo neurológico relativamente sutiles, no solo efectos obvios, de una sustancia química». dice Hartung. «Si la paroxetina causa autismo ha sido un debate de una década, que no pudo resolverse con pruebas en animales o análisis epidemiológicos».
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El antidepresivo daña las neuronas bebés en ‘mini-cerebros’ cultivados en laboratorio Más información: Xiali Zhong et al. El antidepresivo paroxetina ejerce neurotoxicidad en el desarrollo en un modelo de cerebro humano 3D derivado de iPSC, Frontiers in Cellular Neuroscience (2020). DOI: 10.3389/fncel.2020.00025 Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: Los antidepresivos dañan las neuronas en desarrollo en ‘mini-cerebros’ cultivados en laboratorio (14 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress .com/news/2020-07-antidepressant-neurons-lab-grown-mini-brains.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.