Los científicos utilizan un organoide cerebral humano para probar un fármaco para detectar una enfermedad cerebral mortal
Esta micrografía de tejido cerebral revela los cambios histopatológicos citoarquitectónicos que se encuentran en la encefalopatía espongiforme bovina. La presencia de vacuolas, es decir, agujeros microscópicos en la materia gris, le da al cerebro de las vacas afectadas por BSE una apariencia de esponja cuando se examinan secciones de tejido en el laboratorio. Crédito: Dra. Al Jenny – Biblioteca de imágenes de salud pública, APHIS: dominio público
Aproximadamente dos años después de establecer un sistema organoide cerebral humano para estudiar la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ), los investigadores de los Institutos Nacionales de Salud han desarrollado aún más el modelo para drogas de detección para el tratamiento potencial de la ECJ. Los científicos, del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) de los NIH, describen su trabajo en Scientific Reports.
Los organoides cerebrales humanos son pequeñas bolas de células cerebrales humanas que varían en tamaño desde una semilla de amapola hasta un guisante; los científicos usan células de la piel humana para crearlos. La ECJ, una enfermedad cerebral neurodegenerativa mortal de los seres humanos causada por proteínas priónicas infecciosas, afecta aproximadamente a 1 de cada 1 millón de personas cada año. Puede surgir espontáneamente, ser el resultado de una mutación hereditaria dentro del gen del prión o surgir debido a una infección, por ejemplo, al comer productos cárnicos contaminados. Un ejemplo notable de esto ocurrió en el Reino Unido a mediados de la década de 1990 luego de un brote de encefalopatía espongiforme bovina en el ganado. No existen tratamientos preventivos o terapéuticos para la ECJ.
La falta de un modelo de ECJ completamente humano ha sido una barrera considerable que dificulta el descubrimiento de terapias potenciales. Los estudios en ratones no lograron identificar tratamientos que luego fueran efectivos cuando se probaron en pacientes. El modelo CJD organoide cerebral humano promete que esta barrera puede ser eliminada. Los organoides cerebrales tienen una organización, estructura y sistemas de señalización eléctrica similares al tejido cerebral humano. Debido a que pueden sobrevivir en un entorno controlado durante meses o años, los organoides cerebrales también son ideales para estudiar enfermedades del sistema nervioso durante largos períodos de tiempo. Los organoides cerebrales se han utilizado como modelos para estudiar la infección por el virus Zika, la enfermedad de Alzheimer y el síndrome de Down.
Se muestra un organoide cerebral superpuesto con los resultados de las pruebas de organoides infectados con priones que no se trataron o se trataron con PPS. Los resultados muestran que el tratamiento reduce la proteína asociada a la enfermedad. Crédito: NIAID
El estudio de CJD se llevó a cabo en los Laboratorios de las Montañas Rocosas del NIAID en Hamilton, Montana. Los científicos probaron el polisulfato de pentosano (PPS) para determinar sus posibles beneficios preventivos y terapéuticos. En los experimentos, el tratamiento con PPS redujo los indicadores de enfermedad en 10 veces o más sin causar la muerte del tejido. El PPS es un compuesto antiprion de referencia en experimentos de laboratorio, pero rara vez se usa clínicamente porque requiere la administración directa en el cerebro.
Si bien puede prolongar la vida de un paciente, no se ha demostrado que el PPS mejore la calidad de vida. Sin embargo, el uso de las propiedades antipriónicas del PPS con el nuevo modelo de ECJ organoide humano permitió a los investigadores evaluar el valor de este sistema modelo para el descubrimiento de fármacos. Los científicos demostraron que el modelo de organoide humano se puede utilizar para detectar compuestos que pueden ser útiles para el tratamiento preventivo. Tal tratamiento podría usarse para personas que portan mutaciones genéticas que causan la enfermedad, pero que aún no han desarrollado síntomas, o para personas que pueden haber estado expuestas a proteínas priónicas infecciosas que podrían causar CJD. Además, el modelo demostró ser útil para la detección de fármacos contra la ECJ establecida después de que un paciente es diagnosticado y comienza a mostrar síntomas de la enfermedad.
Los científicos están trabajando para expandir el modelo organoide para evaluar un mayor número de nuevos candidatos a fármacos. Su objetivo es encontrar opciones de tratamiento para las personas que son susceptibles a la ECJ debido a su genética o que están expuestas accidentalmente, así como para aquellas que desarrollan la enfermedad de forma esporádica. Son optimistas de que con su modelo de enfermedad completamente humano, ahora pueden identificar compuestos prometedores para beneficiar a los pacientes con ECJ.
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Los científicos desarrollan un modelo de «mini-cerebro» de la enfermedad priónica humana Más información: Bradley R. Groveman et al, Organoides cerebrales humanos como modelo de detección de fármacos terapéuticos para la enfermedad de CreutzfeldtJakob , Informes científicos (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-84689-6 Información de la revista: Informes científicos
Proporcionado por NIH/Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas Cita: Los científicos usan organoide cerebral para probar el fármaco para la enfermedad cerebral mortal (9 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-scientists-human-cerebral-organoid-drug.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.