Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han creado pequeñas cápsulas de EEG para organoides cerebrales. El equipo se inspiró en los gorros de EEG de tamaño completo que se utilizan para medir la actividad cerebral en pacientes humanos. Anteriormente, los investigadores de Hopkins se vieron obligados a utilizar conjuntos de electrodos planos que fueron diseñados originalmente para tomar registros de monocapas celulares, pero la aplicación de una superficie plana a un organoide redondo solo da como resultado mediciones de un puñado de células que hacen contacto total. Esta última tecnología consiste en una pequeña tapa de EEG envolvente para los organoides y en electrodos recubiertos de polímero que están integrados en valvas de polímero autoplegables. El dispositivo debería generar mejores datos y más conocimientos de los organoides cerebrales.
Los organoides existen desde hace más de una década y ofrecen un enorme potencial para proporcionar nuevos conocimientos sobre las enfermedades humanas y descubrir nuevos tratamientos. También tienen enormes beneficios al reducir la cantidad de animales de experimentación utilizados en los laboratorios de investigación y, al mismo tiempo, proporcionan datos más específicos de los humanos, siempre que estén elaborados con células humanas. Sin embargo, las diminutas estructuras son, bueno... diminutas, y también tridimensionales, lo que significa que los equipos de cultivo celular convencionales no siempre son los más adecuados para interactuar y evaluarlas. La mayor parte del cultivo celular se realiza en dos dimensiones con monocapas de células planas, que pueden variar enormemente de los organoides en su comportamiento y requisitos prácticos en términos de realización de experimentos.
Crédito de la imagen: Qi Huang, Gayatri Pahapale, laboratorio Gracias, Universidad Johns Hopkins.
Los organoides cerebrales, también llamados a veces “minicerebros”, son particularmente interesantes, ya que pueden ofrecer información sobre el cerebro humano. "Esto proporciona una herramienta importante para comprender el desarrollo y el funcionamiento del cerebro humano", dijo David Gracias, investigador involucrado en el estudio. "Crear microinstrumentación para miniórganos es un desafío, pero este invento es fundamental para nuevas investigaciones".
El equipo de Hopkins detrás de esta última tecnología quería obtener mediciones más significativas y precisas de sus organoides cerebrales, y el diseño poco específico del equipo EEG plano fue su motivación. Una superficie plana solo entrará en contacto con una pequeña cantidad de células en la superficie del organoide. "Queremos obtener información de tantas células como sea posible en el cerebro, para saber el estado de las células, cómo se comunican y sus patrones eléctricos espaciotemporales", dijo Gracias.
El resultado es una tapa EEG envolvente para organoides cerebrales individuales que permite el registro 3D de muchas neuronas dentro del organoide. “Si grabas desde un plano, solo obtienes grabaciones desde la parte inferior de una esfera organoide 3D. Sin embargo, el organoide no es sólo una esfera homogénea”, afirmó Qi Huang, otro investigador que participó en el estudio. "Hay células neuronales que se comunican entre sí, por eso necesitamos un mapeo espacio-temporal de las mismas".
Estudio en la revista Science Advances : matrices de microelectrodos de concha (MEA) para organoides cerebrales
Imagen de Portada: Organoides en una placa de Petri. Crédito de la imagen: Carolina Romero, Centro para alternativas a las pruebas con animales, Escuela de Salud Pública Bloomberg