Neurociencias: regenerar neuronas en personas adultas, ¿es eso posible?

Tradicionalmente se ha creído que las neuronas que mueren como consecuencia de un traumatismo craneal, del envejecimiento o del devenir propio de una enfermedad degenerativa no podían ser reemplazadas. ¿Y si no fuese cierto?

Los humanos comenzamos nuestro desarrollo a partir de dos células, el espermatozoide y el óvulo. Ambas se fusionan para formar un ovocito y, a partir de él, se forman los más de 250 tipos celulares que componen nuestro cuerpo. La generación de toda esta diversidad tiene lugar a partir de unas pocas células, a las que llamamos células madre o células progenitoras. Estas se van dividiendo progresivamente y van apareciendo las células del hígado, de la sangre, de la piel, etc. Hasta el año 2006 se pensaba que este proceso gradual solo podía ocurrir en un sentido, es decir, desde el ovocito, la célula madre por excelencia, hacia los tejidos adultos. Pero… ¿es posible dar marcha atrás en el proceso embrionario y obtener células parecidas a esas primeras que nos dieron origen a nosotros mismos?

[cita tipo=»destaque»]Nuestra corteza cerebral es una estructura muy compleja y altamente organizada, formada por una gran variedad de neuronas y células gliales. Dentro de esta gran diversidad, una de las células de interés son los astrocitos,  un tipo especial de células que son capaces de expresar diferentes genes dependiendo de la posición del cerebro que ocupen, lo que los hace particularmente interesantes para el estudio de enfermedades neurodegenerativas.[/cita]

Proceso de reprogramación celular

En el año 2006, el equipo liderado por el Dr. Shinya Yamanaka descubrió la existencia de unos factores de transcripción (proteínas que se unen al ADN y permiten su expresión) que, una vez introducidos en la célula, generaban un proceso de reprogramación en ella, haciendo que una célula adulta y diferenciada –pensemos por ejemplo en una célula de nuestra piel– se convirtiera en una célula madre “pluripotente”, más parecida a una de las primeras células que se originaron después de la fecundación, capaz de generar una gran diversidad de tejidos diferentes. Desde entonces, se ha aplicado la técnica de reprogramación descrita por Yamanaka para el estudio de numerosas patologías, entre las que se encuentran las enfermedades neurodegenerativas y los traumatismos craneales.

Nuestra corteza cerebral es una estructura muy compleja y altamente organizada, formada por una gran variedad de neuronas y células gliales. Dentro de esta gran diversidad, una de las células de interés son los astrocitos, un tipo especial de células que son capaces de expresar diferentes genes dependiendo de la posición del cerebro que ocupen, lo que los hace particularmente interesantes para el estudio de enfermedades neurodegenerativas.

El conjunto de experimentos llevados a cabo por Mattugini y Bocchi con ratones transgénicos –es decir, cuyo material genético ha sido manipulado–, publicados en septiembre de 2019 en la revista Neuron, exploran la posibilidad de convertir los astrocitos que rodean a una lesión en la corteza en neuronas por medio de la reprogramación celular. Además, observaron que las nuevas neuronas generadas a partir de los astrocitos eran capaces de reconstruir los circuitos neuronales dañados por una lesión, lo que podría permitir recuperar funciones cerebrales perdidas o dañadas en nuestro cerebro y abrir nuevos caminos para la curación de enfermedades hasta ahora sin tratamiento.

Para la reprogramación celular de los astrocitos emplearon tres tipos de virus distintos y analizaron por separado los resultados obtenidos por cada uno de ellos. Dichos vectores virales contenían Neurogenina 2, un factor de transcripción que en un laboratorio es capaz de convertir los astrocitos en neuronas. Sin embargo, cuando este mismo proceso se simula en un animal vivo, la técnica es muy poco eficaz, generando un número muy pequeño de nuevas neuronas. Para superar esta limitación, combinaron la Neurogenina 2 con otro factor de transcripción llamado Nurr1 y observaron que la combinación de ambas proteínas mejoraba sustancialmente los resultados, obteniendo una mayor cantidad de neuronas.

Una vez demostrada la capacidad de generar de manera eficiente nuevas neuronas a partir de los astrocitos, estudiaron la capacidad de estas de integrarse con el resto de la corteza cerebral. Para ello, estudiaron si las nuevas neuronas expresaban los mismos genes que sus vecinas y concluyeron que, efectivamente, las nuevas neuronas generadas en el experimento expresaban los mismos genes que las que ya estaban en ese lugar antes de la lesión.

Finalmente, estudiaron la relación que estas nuevas neuronas mantenían con sus vecinas por medio de patch-clamp, una técnica de electrofisiología que analiza las corrientes eléctricas que se producen en las uniones entre las células para estudiar si hay “comunicación” entre ellas y sus vecinas. Después de analizar estas “corrientes” entre células, observaron que las nuevas neuronas eran reconocidas por sus vecinas como si fueran neuronas propias de ese lugar.

De todo ello, podemos concluir que la reprogramación directa de las células gliales representa una estrategia prometedora a la hora de reparar daños cerebrales, lo que abrirá, en un futuro no muy lejano, la posibilidad de regenerar regiones de la corteza dañadas por lesiones o traumatismos, reconstruyendo los circuitos neuronales que nos permiten pensar de la manera en la que lo hacemos, interactuar socialmente y desarrollarnos. Sin embargo, desarrollar el tipo de neuronas específico, integrarlo en la zona de lesión y no en cualquier otra región del cerebro o incluso el control preciso de la técnica de reprogramación, suponen importantes desafíos todavía por resolver para que esta técnica pueda ser utilizada en la práctica clínica.

Artículo original: Inducing Different Neuronal Subtypes from Astrocytes in the Injured Mouse Cerebral Cortex. doi.org/10.1016/j.neuron.2019.08.009

*Este artículo surge de la alianza de contenidos entre El Mostrador y el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso.