En un avance prometedor para la medicina regenerativa, un equipo internacional de científicos ha encontrado una nueva vía para ayudar al cerebro a recuperarse de lesiones graves como derrames y conmociones cerebrales, utilizando células madre. Este enfoque innovador busca reconstruir circuitos neuronales dañados mediante el trasplante de células madre, lo que abre nuevas posibilidades en el tratamiento de daños cerebrales.
El cerebro adulto: un territorio 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) han publicado en la revista Cell Stem Cell los resultados de una nueva terapia que potencia la capacidad del cerebro para regenerar el daño causado por lesiones cerebrales.
En concreto, han observado que al trasplantar células madre humanas a ratones, estas células logran madurar, integrarse en circuitos neuronales existentes y recuperar su funcionalidad. A través del seguimiento y secuenciación de los patrones de expresión génica, se ha logrado identificar cómo las células trasplantadas encuentran su destino y establecen conexiones en el sistema nervioso.
Es importante señalar que, a diferencia de otros tejidos del cuerpo que se recuperan rápidamente, como la córnea, el cerebro es un órgano que presenta grandes dificultades para regenerarse. Las células cerebrales adultas son estables y pueden durar toda la vida, salvo en casos de traumas o enfermedades.
Cómo las células madre encuentran su camino
Los científicos están trabajando para utilizar la terapia con células madre con el fin de mejorar la capacidad del cerebro para sanar después de lesiones. Sin embargo, estos tratamientos se enfrentan a numerosos obstáculos, como los cambios en el cerebro tras una lesión, que dificultan la integración de las nuevas células en los circuitos neuronales y la restauración de funciones como la memoria o las habilidades motoras.
El principal reto de las terapias de medicina regenerativa para el ictus y otros tipos de daño cerebral es la falta de un entorno adecuado para el crecimiento celular. El cerebro en desarrollo proporciona las condiciones óptimas para las células madre, mientras que el cerebro adulto después de un ictus se convierte en un paisaje hostil lleno de inflamación y tejido cicatricial.
Según Su-Chun Zhang, presidente de la Cátedra de Liderazgo Jeanne y Gary Herberger en Neurociencia y director del Centro de Enfermedades Neurológicas en Sanford Burnham Prebys, «las células terapéuticas a menudo se ven como si estuvieran nadando en un pantano peligroso lleno de amenazas». Este tejido cicatricial, aunque protege al cerebro de más daños, también actúa como una barrera que impide la posible regeneración celular.
Algunos investigadores están experimentando con injertos de nuevas células junto a la región dañada del cerebro, aunque Zhang argumenta que es esencial sanar el trauma en lugar de evadirlo para obtener resultados óptimos en medicina regenerativa.
Un futuro prometedor para los accidentes cerebrovasculares
Posteriormente a un accidente cerebrovascular, la lesión puede ser tan extensa que representa un desafío significativo para la reconexión funcional del cerebro con el tronco encefálico y la médula espinal. El equipo de Zhang ha desarrollado un método diseñado para favorecer la supervivencia de las células terapéuticas en el entorno hostil de la cavidad del ictus. A través de una combinación de fármacos y proteínas estructurales, se ha logrado que las células trasplantadas sobrevivan y crezcan en la región dañada.
Una vez que las células trasplantadas se convierten en neuronas, los investigadores se preguntaron si podrían atravesar el tejido cicatricial y formar conexiones funcionales en el cerebro. Aunque es posible trasplantar células y generar nuevas neuronas, las conexiones deben establecerse correctamente para que la terapia tenga éxito. Zhang ha resaltado que diferentes tipos de neuronas trasplantadas pueden encontrar sus propias parejas dentro del entorno complejo del cerebro maduro, indicando que todavía tienen la capacidad de buscar sus objetivos de manera específica.
Tras realizar una reconstrucción tridimensional, se observó que los patrones de proyección de estas neuronas se asemejan a los de las neuronas normales en la vía entre la corteza cerebral y la médula espinal. Al emplear un código de barras genético, se pudieron rastrear las células trasplantadas y sus patrones de expresión génica, revelando que cada tipo celular tiene un código que les indica cómo y dónde deben crecer.
Zhang concluye que este hallazgo es relevante porque indica que, si se utilizan los tipos correctos de células trasplantadas, ya saben a dónde ir para reparar lo que se ha perdido. Los investigadores han identificado cuatro subtipos de neuronas que se desarrollan a partir de células madre trasplantadas, cada uno con un patrón de expresión génica que guía el crecimiento de los axones y establece circuitos con ciertas áreas cerebrales.
El avance en el entendimiento de estos subtipos de neuronas permitirá seleccionar las células neuronales adecuadas para la reconstrucción de circuitos específicos en pacientes, abriendo así un nuevo y prometedor futuro para la terapia celular en la rehabilitación de millones de personas que sufren accidentes cerebrovasculares y otras enfermedades neurológicas devastadoras.
