En un notable avance científico, los científicos israelíes están fusionando el tejido cerebral con chips electrónicos para crear un «cerebro en un chip» que podría revolucionar la forma en que tratamos los trastornos neuropsiquiátricos, incluido el autismo. Esta tecnología innovadora, desarrollada por la startup de biotecnología Itay & Beyond, tiene como objetivo acelerar el desarrollo de fármacos, reducir los costosos ensayos y, en última instancia, proporcionar tratamientos más eficaces para afecciones como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia.
La búsqueda de una cura para Itay: una historia de inspiración
La historia detrás de Itay & Beyond es profundamente personal. El empresario e inversor israelí Shmulik Bezalel se embarcó en un viaje global impulsado por el deseo de encontrar un tratamiento para su hijo, Itay, que vive con un trastorno del espectro autista de bajo funcionamiento. La lucha de Itay refleja la de los 254 millones de niños y adultos en todo el mundo que luchan contra los trastornos neuropsiquiátricos sin un acceso adecuado a los tratamientos eficaces.
Consciente de las opciones terapéuticas limitadas disponibles, Bezalel unió fuerzas con el emprendedor en serie Boaz Goldman y el neurocientífico Dr. Nisim Perets para fundar Itay & Beyond en 2021. Su visión compartida era crear una simulación del cerebro que pudiera usarse para probar la eficacia de los fármacos y, en última instancia, mejorar las vidas de las personas con trastornos neuropsiquiátricos.
Itay & Beyond: una plataforma para el descubrimiento y la prueba de fármacos
Itay & Beyond está desarrollando una plataforma de vanguardia de descubrimiento y prueba de fármacos diseñada para trastornos psiquiátricos y neurológicos. Su tecnología innovadora se basa en la integración de tejido cerebral humano con chips electrónicos, lo que permite a los científicos estudiar la actividad cerebral y las respuestas a los fármacos de una manera que antes era impensable.
El Dr. Nisim Perets, neurocientífico con un doctorado de la Universidad de Tel Aviv y un posdoctorado del Instituto Tecnológico Technion-Israel de Haifa, desempeña un papel fundamental en el desarrollo de esta tecnología innovadora. Según el Dr. Perets, la visión de la startup es establecer un sistema que pueda predecir cómo un fármaco específico afectará la capacidad de una persona para aprender, mejorar la memoria o interactuar socialmente. El objetivo final es crear un sistema que pueda predecir la eficacia de los fármacos sobre el funcionamiento cognitivo y conductual.
El «cerebro en un chip»: una mirada más de cerca a la tecnología
En el corazón del enfoque innovador de Itay & Beyond se encuentra el «cerebro en un chip». Esta tecnología implica el cultivo de organoides cerebrales, que son tejido que se asemeja a partes del cerebro humano, en una placa de Petri. Estos organoides se derivan de una sola célula extraída de muestras de orina de pacientes con autismo y epilepsia, que luego se reprograma en una célula madre.
El tejido cerebral cultivado en laboratorio se transfiere a un chip electrónico que está conectado a una computadora. El tejido se asienta sobre una matriz de electrodos múltiples, y cada electrodo puede registrar y proporcionar estímulos a los organoides cerebrales. Esta configuración única permite a los científicos medir señales electrónicas de tejido cerebral vivo cultivado in vitro.
El Dr. Perets explica que ven el cerebro como una máquina computacional, similar a una computadora, en lugar de un órgano como el corazón o el hígado. La tecnología central desarrollada por Itay & Beyond implica colocar organoides cerebrales en un chip, lo que permite registrar y estimular la actividad eléctrica del cerebro, en lugar de centrarse únicamente en las moléculas.
Mediante el uso de tecnología avanzada de IA y análisis de macrodatos, los científicos pueden medir, estudiar y proporcionar información sobre cómo los organoides cerebrales codifican la información y responden a los estímulos, incluidas diferentes moléculas de fármacos. Este análisis exhaustivo proporciona información valiosa sobre los intrincados mecanismos del cerebro y cómo se ven afectados por los trastornos neuropsiquiátricos.
Comprender la codificación neuronal: la clave para desbloquear el tratamiento
La codificación neuronal, o la forma en que el cerebro procesa y codifica la información, es esencial para comprender qué «va mal en el cerebro» de los pacientes con trastornos psiquiátricos y neurológicos. Al estudiar la codificación neuronal en organoides cerebrales, los científicos pueden identificar patrones y anomalías que pueden proporcionar información sobre los mecanismos subyacentes de estos trastornos.
El Dr. Perets explica que una vez que hay una interacción entre la computadora y el chip, el sistema puede enseñar a los organoides corticales del cerebro tareas simples como jugar videojuegos a través de un método llamado aprendizaje por refuerzo. Los organoides cerebrales reciben una puntuación al final de cada videojuego, que luego se analiza en comparación con las puntuaciones de otros tejidos cerebrales derivados de pacientes sanos y aquellos con trastornos como el autismo o la epilepsia. Este análisis permite a los científicos identificar fármacos que pueden mejorar el rendimiento de los organoides cerebrales.
Abordar los desafíos en el desarrollo de fármacos
La plataforma que está desarrollando Itay & Beyond tiene como objetivo abordar un importante cuello de botella en el desarrollo de fármacos para pacientes con trastornos neuropsiquiátricos. Tradicionalmente, los investigadores prueban primero los fármacos en ratones o ratas y solo luego, si tienen éxito, en humanos. Sin embargo, debido a las diferencias significativas entre los cerebros de ratones y humanos, los fármacos suelen fallar en los ensayos clínicos en humanos, lo que genera años de desarrollo costoso desperdiciado.
El Dr. Perets destaca que en las últimas dos décadas, solo se han aprobado cinco nuevos fármacos para trastornos neuropsiquiátricos como el autismo y la epilepsia. Esto pone de relieve la necesidad urgente de métodos de desarrollo de fármacos más eficaces y fiables.
Una de las principales razones de la dificultad para desarrollar fármacos para trastornos neurológicos o psiquiátricos es la mala predicción de la eficacia. Los fármacos que resultan seguros en ratones y ratas pueden no ser eficaces en humanos, lo que hace que sea esencial tener mejores herramientas predictivas para evaluar el potencial de los fármacos antes de que entren en los ensayos clínicos en humanos.
Además, la eficacia de los nuevos fármacos a menudo se valida solo después de los ensayos clínicos de fase 2 o fase 3, que pueden llevar 10 años y son muy costosos. La plataforma de Itay & Beyond tiene como objetivo acelerar este proceso proporcionando una forma más precisa y eficiente de predecir la eficacia de los fármacos en las primeras etapas del desarrollo.
Centrarse en la eficacia: un diferenciador clave
Si bien otros científicos de todo el mundo están trabajando en el desarrollo de modelos de cerebro en un chip para comprender mejor los trastornos cerebrales y desarrollar nuevos fármacos, el Dr. Perets señala que la mayoría de los enfoques se han centrado en la seguridad en lugar de en la eficacia. Itay & Beyond está diferenciando su plataforma al priorizar la predicción de la eficacia de los fármacos basados en organoides del cerebro humano.
La plataforma de Itay & Beyond tiene como objetivo ayudar a las compañías farmacéuticas a tomar decisiones informadas sobre las pruebas preclínicas y el desarrollo de nuevos fármacos o tratamientos que puedan tratar con éxito a los pacientes. Al proporcionar una forma más precisa y fiable de evaluar el potencial de los fármacos, Itay & Beyond espera acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos para los trastornos neuropsiquiátricos.
Colaboraciones y perspectivas futuras
Aunque el sistema aún está en sus inicios, Itay & Beyond ya tiene asociaciones con pequeñas compañías farmacéuticas en Israel y Europa que están utilizando su tecnología como un sistema de apoyo a la decisión sobre si deben avanzar en los ensayos clínicos de fármacos. Estas colaboraciones ponen de relieve el potencial de la plataforma para revolucionar el desarrollo de fármacos y mejorar los resultados de los pacientes.
El Dr. Perets anuncia con entusiasmo que la startup está a punto de publicar su primer artículo científico revisado por pares junto con el Centro Médico Hadassah. Este artículo proporcionará más evidencia de la validez y el potencial de la tecnología de Itay & Beyond.
De cara al futuro, el Dr. Perets y su equipo continúan trabajando en la validación clínica retrospectiva y prospectiva de la plataforma tecnológica, que también incluirá pruebas a pacientes en el Centro Médico Infantil Schneider en Petah Tikva. Estos esfuerzos de validación proporcionarán más información sobre la precisión y la fiabilidad de la plataforma para predecir la eficacia de los fármacos y orientar las decisiones de tratamiento.
El objetivo principal de Itay & Beyond es aportar al mundo una nueva generación de métodos de prueba de fármacos para que los pacientes no se conviertan en conejillos de indias y para ahorrar dinero y la frustración que conlleva el ensayo y error. La visión final es tener sus propios fármacos patentados para trastornos como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia validados en su tecnología y venderlos a las compañías farmacéuticas.
El impacto potencial: esperanza para el futuro
La tecnología desarrollada por Itay & Beyond tiene el potencial de revolucionar la forma en que tratamos los trastornos neuropsiquiátricos. Al proporcionar una forma más precisa y eficiente de predecir la eficacia de los fármacos, Itay & Beyond puede acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos y mejorar los resultados de los pacientes.
Esta tecnología innovadora también puede reducir los costos y los plazos asociados con el desarrollo de fármacos. Al identificar fármacos prometedores en una etapa temprana, Itay & Beyond puede ayudar a las compañías farmacéuticas a evitar los costosos fracasos en los ensayos clínicos en humanos.
Lo que es más importante, la tecnología de Itay & Beyond ofrece esperanza a las personas con trastornos neuropsiquiátricos y a sus familias. Al proporcionar tratamientos más eficaces, Itay & Beyond puede mejorar las vidas de los millones de personas en todo el mundo que están afectadas por estas afecciones.
Conclusión
El tejido cerebral fusionado con chips electrónicos representa un importante avance en la investigación sobre los trastornos neuropsiquiátricos. El enfoque innovador de Itay & Beyond tiene el potencial de acelerar el desarrollo de fármacos, reducir los costos y mejorar los resultados de los pacientes. A medida que la startup continúa validando y perfeccionando su tecnología, está allanando el camino para un futuro en el que los tratamientos para afecciones como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia sean más eficaces y estén disponibles.