La complementación de blastocistos entre especies (IBC, por sus siglas en inglés) (es decir, la complementación mediante microinyección de células madre de otras especies en embriones en etapa de blastocisto) generó con éxito tejido de cerebro anterior de rata en ratones que estaba estructural y funcionalmente intacto. En un estudio relacionado, también se descubrió que la actividad sináptica de rata y ratón estaba respaldada y que los circuitos neuronales sintéticos construidos a partir de dos especies diferentes podían funcionar en un cerebro intacto.
La complementación de blastocistos, es decir, la complementación de órganos genéticamente deficientes mediante la microinyección de células madre en embriones en estadio de blastocisto, se informó por primera vez en 1993. Esto implicó la complementación de linfocitos T y B en ratones deficientes mediante la microinyección de células madre embrionarias de ratón intactas (mESC) en blastocistos. -embriones en etapa.
La complementación mediante la microinyección de células madre de otras especies en embriones en estadio de blastocisto generando quimeras interespecíficas tuvo éxito en 2010 cuando se complementó a ratones con deficiencia de PDX1 con páncreas de rata. Este logro sentó las bases de la técnica biológica de Complementación de blastocistos entre especies (IBC).
Desde 2010, la complementación de blastocistos entre especies (IBC) ha avanzado mucho (incluida la complementación con genes humanos, lo que significa potencial para la organogénesis humana para trasplantes).
Sin embargo, hasta la fecha no se ha podido lograr tejido cerebral mediante IBC, a pesar de varios éxitos recientes. Los investigadores ahora informan sobre la generación de tejido del cerebro anterior de rata en ratones a través de IBC.
El equipo de investigación desarrolló con éxito una estrategia IBC basada en C-CRISPR. Esto ayudó en la detección rápida de genes candidatos e identificó que la deficiencia de Hesx1 apoyaba la generación de tejido del prosencéfalo de rata en ratones a través del IBC. Los tejidos del prosencéfalo de rata en ratones adultos estaban estructural y funcionalmente intactos. Se desarrollaron al mismo ritmo que el ratón huésped y mantuvieron perfiles de transcriptoma similares a los de las ratas. Sin embargo, la tasa de quimerismo de las células de rata disminuyó gradualmente a medida que avanzaba el desarrollo, lo que sugiere la presencia de barreras xenogénicas durante el desarrollo prenatal medio o tardío.
En otro estudio relacionado publicado simultáneamente, los investigadores aplicaron la complementación de blastocistos para construir y probar selectivamente circuitos neuronales entre especies para comprobar si los circuitos neuronales construidos a partir de dos especies pueden funcionar en un cerebro intacto.
Las células madre pluripotentes de rata inyectadas en blastocistos de ratón se desarrollaron y persistieron en todo el cerebro del ratón. Las neuronas de rata en la corteza y el hipocampo fueron reprogramadas en el nicho del ratón y apoyaron la actividad sináptica rata-ratón. Cuando se silenciaron las neuronas olfativas de los ratones, las neuronas de las ratas restauraron el flujo de información a los circuitos de procesamiento de olores. También se rescató el comportamiento primario de búsqueda de alimento. Así, el ratón podría sentir el mundo utilizando neuronas de otra especie.
Este estudio establece la complementación de blastocistos neuronales como una herramienta poderosa para identificar mecanismos conservados de desarrollo, plasticidad y reparación del cerebro.
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Referencias:
- Huang, J. y col. 2024. Generación de tejidos del prosencéfalo de rata en ratones. Celúla. Volumen 187, Número 9, p2129-2142.E17. 25 de abril de 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT y cols. 2024. Circuitos sensoriales funcionales construidos a partir de neuronas de dos especies. Celúla. Volumen 187, Número 9, p2143-2157.E15. 25 de abril de 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
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