En Chile, los trastornos neurológicos representan un desafío creciente para la salud pública. Se estima que más de 200.000 personas viven con algún tipo de demencia, principalmente Alzheimer, y que esta cifra podría triplicarse para 2050. A ello se suman aproximadamente 35.000 personas con diagnóstico de enfermedad de Parkinson y casi 180.000 personas que padecen epilepsia, una condición que puede ser particularmente grave y resistente a los tratamientos convencionales. 

Estas enfermedades no solo tienen un alto impacto social y económico, sino que, en muchos casos, comparten un mismo factor subyacente: la disfunción mitocondrial. Comprender estos mecanismos y desarrollar terapias más efectivas requiere de modelos experimentales que sean verdaderamente representativos de la biología humana. Sin embargo, gran parte de la investigación tradicional se ha basado en modelos animales, que no siempre reproducen con precisión las complejas interacciones celulares y moleculares propias de las enfermedades humanas.

En este contexto, los organoides cerebrales, o “mini-cerebros”, han surgido como una herramienta de vanguardia capaz de imitar procesos patológicos humanos de forma controlada y reproducible, evitando el uso de animales. Un ejemplo destacado es el trabajo de la Universidad de Bergen, donde investigadores desarrollaron organoides cerebrales para estudiar cómo la insuficiencia mitocondrial afecta a las células neuronales, abriendo la posibilidad de identificar nuevos tratamientos para enfermedades severas como la epilepsia. Estos organoides cerebrales imitan los procesos de estas patologías, permitiendo que los científicos observen las disfunciones y evalúen los posibles tratamientos. Los mini-cerebros ofrecen herramientas poderosas para estudiar los procesos de las enfermedades neurodegenerativas, testear tratamientos personalizados, e identificar los nuevos objetivos farmacológicos.

Factores Claves:

❤︎ Innovación de Minicerebros: Los organoides cerebrales imitan las disfunciones mitocondriales en las patologías cerebrales.

❤︎ Pruebas Terapéuticas: Permiten estudiar la progresión de la enfermedad en tiempo real, y realizar tratamientos personalizados.

❤︎ Impacto más amplio: los hallazgos podrían ayudar a la investigación sobre la epilepsia, el Alzheimer y el Parkinson.

En el estudio, los científicos generaron organoides a partir de células madre de pacientes con mutaciones en el gen POLG, responsable de una grave enfermedad mitocondrial. Estos modelos reprodujeron cambios en la morfología del tejido, pérdida de neuronas, disminución del ADN mitocondrial y alteraciones en vías clave para la función cerebral, como NOTCH y JAK-STAT. Al probar un fármaco, se observaron mejoras significativas, aunque persistieron daños en neuronas inhibidoras específicas.

Las mitocondrias, conocidas como las centrales energéticas de la célula, son esenciales para el suministro de energía en el cerebro. Cuando su función se ve comprometida, se producen graves trastornos que afectan especialmente a órganos con alta demanda energética, como el sistema nervioso. A este equipo de investigación, el empleo de mini-cerebros le ha permitido estudiar cómo las mutaciones genéticas en las mitocondrias afectan las células mitocondriales y otros tipos de células, para la Dra. Kristina Xiao Liang, líder del equipo de investigación “el uso de mini-cerebros nos ha dado la oportunidad única para comprender los mecanismos de las patologías a nivel celular y testear posibles tratamientos. Esto es un paso significativo para desarrollar tratamientos para enfermedades severas como la epilepsia grave”.  

Futuras proyecciones.

Adicionalmente, la investigación puede contribuir a una comprensión más profunda de otras enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. Porque los mini-cerebros ofrecen un modelo valioso para explorar los procesos de las enfermedades complejas y testear los posibles tratamientos en un ambiente realista pero controlado. “Usualmente estas enfermedades involucran disfuncionamiento mitocondrial, lo que puede ser estudiado en los mini-cerebros. Pues, les permite a los investigadores estudiar el progreso de la enfermedad en tiempo real, testear terapias personalizadas, e identificar nuevos objetivos farmacológicos. Aunque se encuentran aún en desarrollo, se ha demostrado que podemos aumentar nuestra comprensión y tratamiento de estas condiciones, revolucionando potencialmente el campo de estudio” dice Liang.

Si bien los organoides cerebrales se han consolidado como una herramienta prometedora para el estudio de enfermedades neurológicas, su potencial no se limita al cerebro. El desarrollo de organoides de otros órganos, como corazón, hígado, riñón o pulmón, abre la puerta a modelar y tratar un amplio rango de patologías humanas, desde enfermedades metabólicas hasta cáncer y afecciones infecciosas. La integración de estos modelos en la investigación biomédica podría transformar la medicina personalizada, acelerar el descubrimiento de fármacos y reducir drásticamente la dependencia de modelos animales, ofreciendo soluciones más precisas y éticamente responsables.

La nota fue traducida por María Fernanda Chávez.

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