¿Neuronas nuevas durante toda la vida? Científicos valencianos trabajan en ello

Un grupo de investigadores descubre una proteína que activa las células madre del cerebro

JUAN MANUEL JÁTIVA Valencia 24 JUN 2014 - 17:54 CET

La catedrática de Biología Celular Isabel Fariñas, sentada en el centro, con su equipo.

Una proteína es capaz de cortar el lazo que ancla las células madre del cerebro a su entorno y les permite así generar nuevas neuronas. Este descubrimiento, explicado en la revista Nature Cell Biology por un grupo de neurobiólogos moleculares de la Universitat de València (UV) que dirige Isabel Fariñas, aporta nuevos conocimientos sobre "el programa normal de activación de las células madre del cerebro adulto para producir nuevas neuronas a lo largo de toda la vida". Un sueño para cualquier ser pensante.

De la misma forma que puede tener efectos regeneradores, la activación celular puede tener efectos indeseados. "Es importante tener en cuenta que la activación descontrolada de las células madre puede dar lugar a tumores”, explica la catedrática de Biología Celular Isabel Fariñas. Por ello, añade,"este trabajo está vinculado a otros aspectos de nuestra investigación orientados a la comprensión de cómo se controla la activación normal de las células madre, a fin de encontrar soluciones terapéuticas a la formación de tumores causados por la pérdida de dicho control”.

Una célula madre neural (en verde) interacciona con una célula de su microambiente en una unión en la que participa la molécula N-cadherina

Al generar nuevas células para sustituir a las viejas, las células madre contribuyen a que nuestros tejidos se renueven constantemente. Estas células madre se relacionan con otro tipo de células en los llamados microambientes o nichos donde se adhieren a otras células gracias a una proteína conocida como N-cadherina, que actúa como lazo. En el estudio publicado por Nature, realizado en ratones, se ha demostrado que existe una proteína, llamada MT5-MMP, que puede cortar este lazo y de esta forma liberar a las células madre del control al que están sometidas en el nicho.

“El trabajo nos permite conocer mejor las relaciones entre las células madre y su entorno e identifica dianas moleculares sobre las que poder actuar para potenciar la activación de estas células durante la renovación de los tejidos o en procesos regenerativos”, dice la investigadora Eva Porlan, primera autora del trabajo.

Con todo ello, explican desde la Universitat de València, la neurobiología desarrollada en esta institución aporta de nuevo datos "al estudio y avance de la medicina regenerativa, un campo de la ciencia que busca soluciones terapéuticas basadas en las células madre para procesos degenerativos, como puedan ser el Alzheimer o el Parkinson".

Este grupo de investigadores publicó el año pasado en la revista Nature Neuroscience sus hallazgos sobre un gen (el Cdkn1a/p21) que "es esencial para mantener las células madre del cerebro activas y funcionales". La ausencia de este gen provoca el agotamiento celular, "empeorando su funcionamiento y afectando a la generación de nuevas neuronas, al igual que sucede al final de nuestras vidas", explicaban en octubre de 2013.

La última investigación sobre la proteína de adhesión celular aparece en el número de julio de la revistaNature Cell Biology. Con el equipo de la Universitat de València han colaborado los equipos de Antonella Consiglio del Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), de Carlos López-Otín de la Universidad de Oviedo, y de Robert Kypta del CIC bioGUNE de Bilbao.

El equipo de Fariñas pertenece a la Unidad de Neurobiología Molecular del departamento de Biología Celular y Parasitología y a la ERI de Biotecnología y Biomedicina de la UV, al Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED) y a la RETIC de Terapia Celular del Instituto de Salud Carlos III, y es grupo Prometeo de excelencia de la Generalitat Valenciana.

La científica valenciana reconoce que cada una de estas investigaciones orientadas a desmenuzar cuáles son los niveles de regulación molecular de las células madres “no tienen sentido para la sociedad”, o dicho de otro, para un paciente preocupado por su dolencia. Pero puntualiza: “En investigación básica solemos decir que nuestro trabajo al menos identifica una diana molecular” y si, como es el caso de la proteína descubierta por su equipo, ésta "es capaz de cortar los lazos que unen a las células madre con sus vecinas para que se activen, y en un momento determinada tengo una activación anómala por este mecanismo, al menos tengo identificada la diana y puedo intentar establecer estrategias terapéuticas para anular esa actividad”.

El arte de modular las células madre

J. M. J.

Se considera que el papel de las células madre que hay en organismos adultos es central en el proceso de envejecimiento. Éste es un proceso sistémico, recuerda la catedrática de Biología Celular Isabel Fariñas, en el que “se produce una atrofia de múltiples órganos y tejidos”. Dado que todos esos tejidos se renuevan a partir de células madre, se piensa que el envejecimiento está determinado sobre todo por una funcionalidad un tanto deteriorada de esas mismas células.

Hay un escenario en el que se empieza a trabajar ahora y que tiene que ver con el trabajo de este equipo de la Universitat de València. “Imagínate que pudiéramos modular, activar las células madre endógenas, que tenemos en nuestros tejidos, para hacerlas funcionar en la dirección que queremos”, propone Fariñas. “Conseguir eso depende de nuestro conocimiento profundo de cómo funcionan de forma natural”.

La científica valenciana reconoce “es difícil que explicar que estos experimentos puedan tener alguna relevancia inmediata para la medicina regenerativa"; pero, añade, si no se sabe cuáles son las propiedades y los mecanismos moleculares que las mantienen y que las hacen activar, o bien “que las mantienen frenadas”, será difícil modular las células madre en el sentido deseado, relacionado con salud.

La otra cuestión en la que entran estas investigaciones tiene que ver con la degeneración, con los tumores, ya que media docena de células madre “son capaces de regenerar un tumor completo, de la misma manera que pueden regenerar un tejido completo”. Hoy se sabe que muchos tumores “surgen de la desregulación de células madre”, es decir, cuando “alguno de esos controles se pierden y se activan de forma patológica”. Conocer esos controles, que es en lo que trabaja el equipo de Fariñas, permite plantearse el diseño de estrategias terapéuticas dirigidas al fondo del problema. Se piensa, comenta la científica, que “la recidiva de muchos tumores se debe a que se mata el grueso del tumor, formado por células que proliferan de forma muy activa, pero quedan las células madres que son más crípticas en ese sentido” y que pueden regenerar el tumor completo.