Archivo - Cerebro, epilepsia, ictus - GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO / STOCKDEVIL - Archivo
MADRID, 12 Ene. (EUROPA PRESS) -
El cerebro adulto no se recupera fácilmente de lesiones graves como derrames o conmociones cerebrales. Pero un equipo internacional de científicos está explorando un camino sorprendente: usar células madre para ayudar a las neuronas a reconstruir los circuitos dañados.
A través de trasplantes estratégicos y técnicas avanzadas de seguimiento celular, los investigadores están aprendiendo cómo estas células podrían integrarse en el cerebro adulto, navegar el tejido cicatricial y restablecer conexiones clave, abriendo un nuevo horizonte para la medicina regenerativa.
EL CEREBRO ADULTO: UN TERRENO DIFÍCIL PARA REGENERAR CÉLULAS
Científicos del Instituto de Descubrimiento Médico Sanford Burnham Prebys (Estados Unidos) y de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Duke de Singapur (NUS) en Singapur publican en 'Cell Stem Cell' los resultados de una nueva terapia con células madre para potenciar la capacidad del cerebro para regenerar el daño causado por una conmoción cerebral o un derrame cerebral.
En concreto, en esta terapia derivada de células madre humanas, al trasplantarlas a ratones, las células maduraron, se integraron en los circuitos existentes y recuperaron su función. Al rastrear las células y secuenciar sus patrones de expresión génica, los investigadores también revelaron cómo las células trasplantadas encuentran su destino y establecen conexiones con el sistema nervioso.
Cabe recordar que algunas partes de nuestro cuerpo se recuperan de una lesión con relativa rapidez. La córnea, la capa protectora externa del ojo, puede sanar de pequeños rasguños en un solo día. El cerebro no es uno de estos tejidos u órganos de rápida recuperación. Las células cerebrales adultas son estables y duran toda la vida, salvo traumas o enfermedades, mientras que algunas células que recubren nuestros intestinos solo duran cinco días y deben reemplazarse continuamente.
CÓMO LAS CÉLULAS MADRE ENCUENTRAN SU CAMINO
Científicos y médicos desean utilizar la terapia con células madre para potenciar la capacidad del cerebro para regenerar el daño causado por una conmoción cerebral o un derrame cerebral. Hasta ahora, estos tratamientos se han visto obstaculizados por los cambios cerebrales debidos a lesiones, así como por las dificultades para integrar las células regeneradas en los circuitos cerebrales existentes y restaurar funciones como la retención de memoria o las habilidades motoras.
El primer desafío que enfrentan las prometedoras terapias de Medicina regenerativa para el ictus y otras formas de daño cerebral es la falta de un entorno propicio. Mientras que el cerebro en desarrollo es un lugar acogedor e instructivo para las células madre que forman neuronas y conectan los circuitos del sistema nervioso, las células terapéuticas que llegan tras un ictus encuentran más hostilidad que hospitalidad.
"En el cerebro adulto después de un derrame cerebral, se ve la formación de un quiste, una cavidad que está llena de todo tipo de moléculas inflamatorias, por lo que es un poco como si las células terapéuticas estuvieran nadando en un pantano peligroso lleno de amenazas", plantea Su-Chun Zhang, presidente de la Cátedra de Liderazgo Jeanne y Gary Herberger en Neurociencia y director y profesor del Centro de Enfermedades Neurológicas en Sanford Burnham Prebys.
"Si eso no fuera suficiente, el tejido cicatricial rodea la cavidad para proteger al cerebro de más daños, pero también forma una barrera contra cualquier posible regeneración", añade.
Algunos estrategas de terapia celular intentan injertar nuevas células junto a la región dañada del cerebro, donde es más fácil que sobrevivan y crezcan. El objetivo es, con el tiempo, restablecer los circuitos evitando la región dañada. Zhang considera que este trauma debe sanarse, no eludirse, para alcanzar los beneficios potenciales de la medicina regenerativa.
UN FUTURO PROMETEDOR PARA LOS ACCIDENTES CEREBROVASCULARES
"Después de un accidente cerebrovascular, la lesión dañada suele ser muy grande y representa un desafío inmenso para los esfuerzos por reconectar funcionalmente el cerebro con el tronco encefálico y la médula espinal".
Zhang y el equipo de investigación buscaron cubrir esta necesidad desarrollando un método para favorecer la supervivencia de células terapéuticas injertadas directamente en el entorno hostil de la cavidad del ictus. Mediante una combinación de fármacos de moléculas pequeñas y proteínas estructurales, los científicos descubrieron que las células trasplantadas lograron sobrevivir y crecer para ocupar la región dañada.
"Una vez que las células trasplantadas logran sobrevivir y convertirse en neuronas, comenzamos a preguntarnos si esas neuronas pueden atravesar el tejido cicatricial y desarrollar nervios funcionales creando nuevas conexiones y reconstruyendo los circuitos interrumpidos", expone Zhang.
Si bien los investigadores habían demostrado que era posible trasplantar células y desarrollar nuevas neuronas, sabían que sería de poca utilidad si no se establecían las conexiones correctas. "Descubrimos que diferentes tipos de neuronas trasplantadas encontraron a sus propias parejas incluso en el complejo contexto del cerebro maduro", aporta Zhang. "Aún pueden encontrar sus objetivos de una manera muy específica".
Después de realizar una reconstrucción tridimensional de las neuronas trasplantadas, los científicos observaron que los patrones de proyecciones largas y espinosas que las neuronas utilizan para formar conexiones en el sistema nervioso se parecían a los patrones observados en las neuronas normales que pueblan la vía entre la corteza cerebral y la médula espinal.
A continuación, los científicos buscaron comprender mejor la capacidad de navegación de estas neuronas regeneradas. Utilizaron un código de barras genético para etiquetar y rastrear las células trasplantadas. Estos datos se combinaron con los resultados de la secuenciación de los perfiles de expresión génica de las células trasplantadas.
"Revelamos que cada tipo de célula tiene su propio código y, una vez que las células se convierten en neuronas, este código le dice a cada célula que envíe sus proyecciones o axones a diferentes partes del cerebro y la médula espinal", expone Zhang.
"Es la primera vez que se reporta este sorprendente fenómeno, y es significativo porque básicamente nos dice que, si tenemos los tipos correctos de células trasplantadas, estas ya saben dónde ir y qué hacer para reparar lo que se ha perdido".
Los científicos utilizaron aprendizaje automático para identificar cuatro subtipos de neuronas que se desarrollan a partir de células terapéuticas trasplantadas. Cada subtipo presenta una expresión distinta de genes que guían el crecimiento de los axones, lo que explica por qué la mayoría de las neuronas de un subtipo en particular envían axones para formar circuitos con la misma región cerebral.
El equipo de investigación también validó cómo los patrones de proyección axonal se ven afectados por las proteínas de factores de transcripción que modifican la expresión génica. Analizaron células madre modificadas sin un factor de transcripción llamado Ctip2. Los patrones de proyección de estas células trasplantadas variaron significativamente con respecto a las que sí lo tenían, ya que más axones buscaban establecer conexiones con el hipocampo y la amígdala.
"Al aprender más sobre estos subtipos de neuronas trasplantadas, podremos predecir sus proyecciones y conectividad para seleccionar tipos de células neuronales apropiados para la reconstrucción de circuitos específicos en los pacientes", señala Zhang.
"Abre un futuro prometedor para la terapia celular para ayudar a los millones de personas que sufren accidentes cerebrovasculares y otras afecciones neurológicas devastadoras", finaliza.
