por Ana Luiza Daltro
La empresa de biotecnología israelí Itay & Beyond desarrolló su tecnología de cerebro en chip en la búsqueda de una plataforma que pueda probar mejores medicamentos para afecciones como el autismo severo y la epilepsia.
El empresario e inversor israelí Shmulik Bezalel fundó Itay & Beyond inspirado por su hijo Itay, quien padece un tipo de autismo de bajo funcionamiento. Las opciones terapéuticas, aún limitadas y decepcionantes, para afecciones como la de Itay lo llevaron a fundar la empresa en 2021, junto con el empresario Boaz Goldman y el neurocientífico Nisim Perets.
Su objetivo es desarrollar una plataforma de descubrimiento y prueba de fármacos no sólo para el autismo, sino también para trastornos neurológicos y psiquiátricos como la epilepsia, el Parkinson, el Alzheimer y la esquizofrenia.
Es fundamental comprender que, en el caso de las formas graves de autismo, no se trata de una barrera conductual o socioemocional, sino de un problema cognitivo y una disfunción neurológica. Por eso, estos pacientes a veces pasan mucho tiempo en terapias conductuales y, sin embargo, presentan una mejora muy limitada, declaró Perets a la revista electrónica MedicalExpo.
Itay & Beyond pretende lograr sus objetivos mediante la creación de un sistema basado en tecnología de cerebro en chip que pueda predecir la eficacia de fármacos específicos en el funcionamiento de los aspectos cognitivos y conductuales del cerebro. La investigación en curso se lleva a cabo en el Centro Médico Hadassah de Jerusalén, y se espera que el primer artículo científico revisado por pares, en colaboración con el centro médico, se publique en uno o dos meses.
Organoides cerebrales y medición de señales electrónicas
Perets y su equipo extraen una sola célula de la muestra de orina de un paciente, la reprograman para convertirla en una célula madre y, a partir de ella, desarrollan organoides cerebrales en una placa de Petri. Los organoides cerebrales son tejidos que se asemejan a partes del cerebro humano y pueden construirse en diversos tamaños. También es posible combinar diferentes tipos de tejidos cerebrales que representan distintas áreas cerebrales, por ejemplo.
El siguiente paso es transferir estos organoides a un chip electrónico conectado a una computadora. El tejido se asienta sobre una matriz multielectrodo (ver imagen a continuación), y cada electrodo registra y puede proporcionar estímulos a los organoides cerebrales. En consecuencia, la tecnología de cerebro en chip permite a los científicos medir señales electrónicas de tejido cerebral vivo cultivado in vitro.
El concepto principal detrás de la investigación de Itay & Beyond es la idea de que el cerebro puede considerarse como una máquina computacional en lugar de un órgano como el corazón o el hígado, por ejemplo.
Dado todo lo que sabemos sobre el cerebro, podemos asumir que es una máquina codificadora de información. El procesamiento de información de los algoritmos que sustentan herramientas como ChatGPT imita, básica y literalmente, el cerebro humano, es decir, la forma funcional en que el cerebro codifica la información —explicó Perets—.
En esta investigación, medimos los patrones de actividad neuronal, la codificación y la capacidad de control de los organoides cerebrales sanos desde todos los ángulos posibles, para establecer que estas son las capacidades normales del cerebro humano. Luego, al comparar estas muestras con los organoides obtenidos de cerebros de pacientes con epilepsia, autismo u otras enfermedades, detectamos desviaciones y las definimos como el problema.
Itay & Beyond también emplea tecnología avanzada de inteligencia artificial y análisis de big data para medir estas desviaciones.
Consistencia en las muestras e investigaciones prometedoras.
Disponer de tejido cerebral cultivado en laboratorio para trabajar con él no es un proceso nada fácil.
Superamos numerosos desafíos técnicos para producir organoides cerebrales estables, además del desafío conceptual de trabajar con algo a la vanguardia de la ciencia actual, lo que requiere aportar aún más evidencia de lo habitual. Al cultivar diez muestras de tejido cerebral de la misma persona, necesitamos asegurarnos de que todas tengan el mismo aspecto y se comporten prácticamente igual, con mínimas diferencias entre sí —explica Perets—.
El mejor protocolo para crear estos organoides es un trabajo en progreso y aún se puede perfeccionar a medida que la compañía realiza las pruebas de drogas.
Sin embargo, como empresa, también debemos considerar la rentabilidad. No queremos que la plataforma sea la más compleja de la historia si eso hace que la predicción sea solo un poco mejor. Queremos que sea lo más simple posible, siempre que la predicción sea lo suficientemente buena. Se trata de encontrar el equilibrio, dijo.
Perets cree que la investigación de Itay & Beyond es muy sólida y prometedora en estos momentos y tiene un gran potencial para encontrar mejores tratamientos también para trastornos psiquiátricos como la depresión resistente a los medicamentos y el trastorno bipolar, por ejemplo.
«Está en desarrollo y no está muy lejos. «Empezamos con el autismo de bajo funcionamiento, añadimos la epilepsia y en el futuro abordaremos otras afecciones», dice Perets.
En el futuro, la empresa también puede ayudar a las grandes compañías farmacéuticas a predecir mejor los resultados clínicos en sus investigaciones y, de ese modo, ahorrar dinero y tiempo, consiguiendo que medicamentos mejores y más adecuados lleguen más rápidamente a la fase clínica de los ensayos.
Y aunque no lo estamos haciendo ahora mismo, también tenemos la posibilidad de colaborar con los propios médicos clínicos, es decir, con los médicos que tratan a estos pacientes con estas afecciones. Esta tecnología es muy versátil. Incluso puede utilizarse para el diagnóstico temprano. Al fin y al cabo, una vez que detectamos que la actividad neuronal de un organoide cerebral está alterada, no importa si las células provienen de un bebé o de un niño adulto. «Es predecible», explicó.