MADRID, 5 Sep. (EUROPA PRESS) -
Las células madre cerebrales en reposo apenas se diferencian de los astrocitos normales, que sostienen las células nerviosas del cerebro. ¿Cómo pueden células casi idénticas realizar funciones tan diferentes? La clave está en la metilación de su material genético, que confiere a estos astrocitos especiales propiedades de células madre.
Científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) y de la Universidad de Heidelberg (Alemania) han publicado sus hallazgos en la revista Nature . En ratones, los investigadores demostraron que la falta de riego sanguíneo inducida experimentalmente en el cerebro reprograma epigenéticamente los astrocitos para convertirlos en células madre cerebrales, que a su vez pueden dar lugar a células progenitoras nerviosas. Este descubrimiento demuestra que los astrocitos podrían utilizarse potencialmente en la medicina regenerativa para reemplazar las células nerviosas dañadas.
En el cerebro trabajan en conjunto muchos tipos diferentes de células. En los seres humanos, las células nerviosas (neuronas) constituyen menos de la mitad de las células. El resto se denomina "glia". Las células gliales más comunes son los astrocitos. Suministran nutrientes a las neuronas, forman parte de la barrera hematoencefálica, regulan las sinapsis y apoyan a las células inmunitarias.
Sin embargo, una pequeña proporción de astrocitos son capaces de producir células nerviosas y otros tipos de células cerebrales. Por ello, estos astrocitos especiales también se conocen como células madre cerebrales. Las células madre cerebrales y los astrocitos comunes apenas se diferencian en su expresión genética, es decir, en la actividad de sus genes. "Hasta ahora no estaba del todo claro cómo pueden realizar funciones tan diferentes y cuáles son las características de las células madre", explica Ana Martín-Villalba, investigadora de células madre en el DKFZ.
Para resolver este enigma, los equipos dirigidos por Martin-Villalba y Simon Anders (Universidad de Heidelberg) aislaron astrocitos comunes y células madre cerebrales de una de las regiones del cerebro en las que aún se desarrollan neuronas jóvenes en ratones adultos, la "zona ventricular-subventricular" (vSVZ). Los investigadores analizaron la expresión genética a nivel de células individuales mediante la secuenciación del ARNm, así como los patrones de metilación ("metiloma") en todo el genoma. Utilizaron una herramienta especialmente desarrollada para analizar los datos de metilación*.
La metilación del ADN se refiere a los "marcadores" químicos con los que la célula puede desactivar partes no utilizadas de su ADN. Por lo tanto, la metilación es crucial para la identidad de las células.
En el estudio, los expertos en células madre observaron que las células madre cerebrales tienen un patrón especial de metilación del ADN que las distingue de otros astrocitos. "A diferencia de los astrocitos normales, en las células madre cerebrales se desmetilan ciertos genes que, de otro modo, solo utilizan las células precursoras nerviosas.
Esto permite que las células madre cerebrales activen estos genes para producir células nerviosas por sí mismas", explica Lukas Kremer, primer autor de la publicación actual. El coautor Santiago Cerrizuela añade: "Esta vía está vedada a los astrocitos normales, ya que los genes necesarios están bloqueados por la metilación del ADN"
