Un estudio sugiere formas de generar nuevas neuronas en cerebros viejos
MADRID 4 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio de Stanford Medicine (Estados Unidos), publicado en 'Nature', arroja nueva luz esperanzadora sobre cómo y por qué las células madre neuronales, las células detrás de la generación de nuevas neuronas en el cerebro adulto, se vuelven menos activas a medida que el cerebro envejece.
La investigación también sugiere algunos próximos pasos intrigantes para abordar la pasividad de las células madre neuronales antiguas, o incluso estimular la neurogénesis, la producción de nuevas neuronas, en cerebros más jóvenes que necesitan reparación, al dirigirse a vías recientemente identificadas que podrían reactivar las células madre.
Cabe tener en cuenta que la mayoría de las neuronas del cerebro humano duran toda la vida, y por una buena razón: en las complejas relaciones estructurales entre sus sinapsis se conserva información intrincada y a largo plazo. Perder las neuronas significaría perder esa información crítica, es decir, olvidar. Curiosamente, en el cerebro adulto todavía se producen algunas neuronas nuevas a partir de una población de células llamadas células madre neurales. Sin embargo, a medida que el cerebro envejece, se vuelve cada vez menos apto para producir estas nuevas neuronas, una tendencia que puede tener consecuencias neurológicas devastadoras, no solo para la memoria, sino también para enfermedades cerebrales degenerativas como el Alzheimer y el Parkinson y para la recuperación de un derrame cerebral u otras lesiones cerebrales.
En este contexto, Anne Brunet, profesora de genética, y su equipo utilizaron plataformas CRISPR, herramientas moleculares que permiten a los científicos editar con precisión el código genético de células vivas, para realizar una búsqueda en todo el genoma de genes que, cuando se eliminan, aumentan la activación de las células madre neuronales en muestras cultivadas de ratones viejos, pero no de ratones jóvenes.
"Primero encontramos 300 genes que tenían esta capacidad, lo cual es mucho", enfatiza Brunet, profesora titular de la Cátedra Michele y Timothy Barakett. Después de reducir la lista de candidatos a 10, "uno en particular nos llamó la atención", señala Brunet. "Era el gen del transportador de glucosa conocido como proteína GLUT4, lo que sugiere que los niveles elevados de glucosa en las células madre neuronales viejas y alrededor de ellas podrían mantenerlas inactivas".
"Hay partes del cerebro, como el hipocampo y el bulbo olfatorio, donde muchas neuronas tienen una vida más corta, donde mueren regularmente y pueden ser reemplazadas por otras nuevas", aporta Tyson Ruetz, investigador postdoctoral formal en el laboratorio de Brunet y autor principal del artículo de Nature . "En estas partes más dinámicas del cerebro, al menos en cerebros jóvenes y sanos", dijo, "nuevas neuronas nacen constantemente y las neuronas más transitorias son reemplazadas por otras nuevas". Ruetz desarrolló una forma de probar las vías genéticas recién identificadas in vivo, "donde los resultados realmente cuentan", dijo Brunet.
Ruetz aprovechó la distancia entre la parte del cerebro donde se activan las células madre neuronales, la zona subventricular, y el lugar al que proliferan y migran las nuevas células, el bulbo olfatorio, que se encuentra a muchos milímetros de distancia en el cerebro de un ratón. Al eliminar los genes transportadores de glucosa en la primera, esperar varias semanas y luego contar el número de neuronas nuevas en el bulbo olfatorio, el equipo demostró que la eliminación del gen efectivamente tenía un efecto activador y proliferativo en las células madre neuronales, lo que llevó a un aumento significativo en la producción de nuevas neuronas en ratones vivos. Con la intervención superior, observaron un aumento de más del doble en las neuronas recién nacidas en ratones viejos.
"Nos permite observar tres funciones clave de las células madre neuronales", desvela Ruetz. "Primero, podemos decir que están proliferando. Segundo, podemos ver que están migrando al bulbo olfatorio, donde se supone que deberían estar. Y tercero, podemos ver que están formando nuevas neuronas en ese sitio".
Ruetz dijo que la misma técnica también podría aplicarse a los estudios sobre el daño cerebral. "Las células madre neuronales en la zona subventricular también se encargan de reparar el daño del tejido cerebral causado por un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral traumática".
La conexión con el transportador de glucosa "es un hallazgo esperanzador", insiste Brunet. Por un lado, sugiere no sólo la posibilidad de diseñar terapias farmacéuticas o genéticas para activar el crecimiento de nuevas neuronas en cerebros viejos o lesionados, sino también la posibilidad de desarrollar intervenciones conductuales más simples, como una dieta baja en carbohidratos que podría ajustar la cantidad de glucosa absorbida por las células madre neuronales viejas.
Los investigadores encontraron otras vías estimulantes que merecen estudios de seguimiento. Los genes relacionados con los cilios primarios, partes de algunas células cerebrales que desempeñan un papel fundamental en la detección y el procesamiento de señales como los factores de crecimiento y los neurotransmisores, también están asociados con la activación de las células madre neuronales. Este hallazgo tranquilizó al equipo de que su metodología era eficaz, en parte porque trabajos anteriores no relacionados ya habían descubierto asociaciones entre la organización de los cilios y la función de las células madre neuronales. También es emocionante porque la asociación con las nuevas pistas sobre la transmisión de la glucosa podría señalar vías alternativas de tratamiento que podrían involucrar ambas vías, según Brunet.
"Podría haber una comunicación cruzada interesante entre los cilios primarios -y su capacidad para influir en la inactividad, el metabolismo y la función de las células madre- y lo que encontramos en términos del metabolismo de la glucosa", reflexiona. "El siguiente paso", continuó Brunet, "es observar más de cerca qué hace la restricción de glucosa, en lugar de eliminar los genes para el transporte de glucosa, en los animales vivos".