Consiguen recuperar neuronas en ratas tras sufrir falta de flujo sanguíneo en el cerebro

Publicado 20/08/2019 7:59:40CET
Ratón de laboratorio
Ratón de laboratorioPIXABAY - Archivo

MADRID, 20 Ago. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han informado en un nuevo estudio que encontraron una manera de ayudar a las ratas a recuperar neuronas en el centro de aprendizaje y memoria del cerebro después de haber sufrido una falta de flujo sanguíneo.

Lo consiguieron al bloquear una molécula que controla la eficiencia con la que se utilizan las instrucciones genéticas para construir proteínas, según publican en la revista en 'eNeuro'.

Si el enfoque descrito en el estudio puede aplicarse a los humanos, podría en el futuro ayudar a los pacientes que han sufrido un derrame cerebral, un paro cardíaco o una pérdida importante de sangre y, por lo tanto, tienen un mayor riesgo de pérdida de memoria.

En el estudio, los investigadores indujeron a las ratas una presión arterial extremadamente baja, como ocurriría cuando el corazón deja de latir. Estas ratas perdieron neuronas en una región específica del hipocampo fundamental para el aprendizaje y la memoria, pero los investigadores mejoraron la recuperación de las células de los animales al inyectar una molécula que bloquea un microARN: una molécula corta que modifica la activación de genes al evitar la conversión de genes. planos en proteínas.

Curiosamente, los científicos descubrieron que un bloqueo de microARN potencialmente hace que los astrocitos, células que soportan las neuronas y constituyen el 50 por ciento de las células en el cerebro, se conviertan en neuronas.

Los hallazgos demuestran que las neuronas, con cierta ayuda de los astrocitos, se recuperan en una región del hipocampo que no se sabe que tenga una población local de células madre que pueda reponer las neuronas perdidas. Mejorar esta recuperación en humanos podría ayudar a aquellos que han sufrido una pérdida temporal del flujo sanguíneo al cerebro.

"Actualmente no hay tratamiento para mejorar la función cerebral en pacientes con pérdida de sangre abundante, paro cardíaco o accidente cerebrovascular --recuerda Creed Stary, profesor asistente de Anestesiología, Medicina Perioperatoria y Analgésica--. Este es el primer estudio que muestra que el proceso natural de recuperación del hipocampo posterior a la lesión se puede mejorar sustancialmente con una terapia farmacéutica basada en microARN".

Cuando la sangre deja de fluir a través del cerebro, los desechos celulares se acumulan y las neuronas privadas de oxígeno y glucosa eventualmente mueren. Esto puede ocurrir cuando una persona tiene un derrame cerebral, pierde una cantidad significativa de sangre o sufre un paro cardíaco.

En medio del daño, los niveles de un microARN conocido como miR-181a se disparan. En un estudio anterior, los investigadores bloquearon miR-181a con una molécula diseñada para adherirse e inactivar el microARN. Descubrieron que bloquear el miR-181a antes de reducir el flujo de sangre al cerebro de las ratas impedía la muerte de las neuronas.

Para probar si el bloqueo de miR-181a ayudó a las ratas a recuperar las neuronas del hipocampo, los investigadores disminuyeron drásticamente la presión arterial al extraer gran parte de su sangre y reinfundirla 10 minutos después. Caídas similares en la presión arterial pueden ocurrir en personas durante un paro cardíaco, después de una pérdida importante de sangre o durante ciertas cirugías.

La caída de la presión arterial provocó la muerte de casi el 95 por ciento de las neuronas en una región del hipocampo conocida como CA1. Alrededor de dos meses después del procedimiento, esas neuronas se recuperaron a casi el 50 por ciento de los niveles normales.

Posteriormente, los investigadores probaron los efectos de un bloqueo de microARN inyectando la molécula de bloqueo directamente en el hipocampo de las ratas entre dos horas y siete días después de que los animales experimentaron una caída en la presión arterial.

Estas ratas tuvieron una recuperación neuronal significativamente mayor que las inyectadas con una molécula de control que no se dirigió a ningún microARN conocido. En estudios anteriores, los investigadores mostraron que podían administrar el bloqueo por vía intravenosa, lo que lo hacía muy adecuado para uso clínico.

Pero el hecho de que hubo alguna recuperación les resultó desconcertante. El hipocampo es una de las pocas regiones del cerebro que alberga células madre neurales, que pueden formar nuevas neuronas en adultos, pero no en la región CA1 que los investigadores estaban estudiando.

Los investigadores se preguntaron que, si no hay nuevas células madre neurales y no tiene evidencia de división celular, cómo se están repoblando las neuronas CA1. Ttenían una pista importante: cuando las neuronas CA1 estaban en su punto más bajo, las células de soporte neuronal especializadas conocidas como astrocitos se trasladaron a la región dañada. Típicamente, los astrocitos se asientan por encima y por debajo de la capa que contiene neuronas del CA1 y apoyan el metabolismo y la conectividad de las neuronas.

Para descubrir qué hacían los astrocitos, rastrearon con moléculas fluorescentes que etiquetaban a los astrocitos de verde y las neuronas de rojo. Cuando miraron al microscopio encontraron células que brillaban amarillas, lo que significa que las células expresaban marcadores verdes y rojos. Estas células amarillas se encontraron en niveles más altos en ratas en las que miR181a había sido bloqueado.

La observación implicaba fuertemente que algunos de los astrocitos estaban comenzando a convertirse en neuronas. Mientras los investigadores planean más experimentos para confirmar el hallazgo, se ha demostrado que los astrocitos se convierten en neuronas en otros modelos animales de lesión cerebral.

Aún no se ha establecido completamente si este fenómeno ocurre en humanos después de la pérdida del flujo sanguíneo al cerebro, pero si se verifica, podría abrir un nuevo reino de terapias génicas basadas en astrocitos para los sobrevivientes de paro cardíaco y accidente cerebrovascular.

A partir de ahora, los investigadores planean verificar si el bloqueo de miRNA-181a ayuda a las ratas a recuperar su memoria, aprendizaje y otras habilidades cognitivas relacionadas con el hipocampo. Si es así, el enfoque está un paso más cerca de ayudar a la recuperación de lesiones cerebrales en las que se interrumpe el flujo sanguíneo.

"Este documento muestra que puede aumentar efectivamente la recuperación normal que el cerebro intenta hacer por sí mismo al bloquear este microARN específico en los modelos de lesiones y en las especies, algo así como un santo grial para una terapia génica --destaca Stary--. Apunta a que bloquear el microARN sea un agente protector en sí mismo, pero también proporciona información para identificar nuevos objetivos genéticos terapéuticos, lo que abre la posibilidad de terapias farmacéuticas combinatorias o adyuvantes".

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