TRASPLANTAN CÉLULAS TRONCALES AL CEREBRO Y RASTREAN SU DIFERENCIACIÓN COMO NEURONAS

EL 09 DICIEMBRE 2014.

Con la meta futura de avanzar el camino hacia terapias de reemplazo que ayuden a personas con padecimientos neurodegenerativos como el Parkinson, Magdalena Guerra Crespo, del Instituto de Fisiología Celular (IFC), y Luis Covarrubias, en el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, estudian en un modelo experimental con roedores la capacidad de diferenciación que las células troncales siguen dentro del cerebro.

Las troncales son las únicas células que pueden diferenciarse en más de 200 tipos, de ahí la esperanza de poder utilizarlas para sustituir a otras afectadas por diversos padecimientos hasta ahora incurables.

Con su estudio “Las células troncales embrionarias como biosensores de ambientes neurogénicos en el cerebro adulto”, la doctora en ciencias bioquímicas ganó el Premio Canifarma 2014 en la categoría de Investigación Básica, que otorga la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica.

“Este premio es una gran motivación porque tener resultados en ciencia toma tiempo, y después de cinco años de experimentación mostramos que nuestro trabajo puede tener impacto en la ciencia y, esperemos en un futuro cercano, en la sociedad”, dijo Guerra Crespo.

Aún lejos de la aplicación, en una etapa futura, cualquier estudio al respecto debe trasladarse de roedores a primates no humanos, y de ahí a humanos, en un protocolo especialmente delicado, aclaró.

Células como biosensores

La universitaria y sus colaboradores pensaron en utilizar células troncales como biosensores, pues tenían el antecedente directo, obtenido por Luis Covarrubias en el IBt (autor también de este trabajo), de que en etapa embrionaria éstas dan origen a neuronas dopaminérgicas si se colocan en una zona específica del cerebro.

“Quisimos determinar si en diferentes zonas del cerebro consideradas con y sin potencial neurogénico, las trasplantadas podían también diferenciar a neuronas, y fue lo que hicimos”, comentó.

En el experimento observaron que las células endógenas, ubicadas alrededor de las trasplantadas, también expresaron ciertos marcadores de inicio de la diferenciación neuronal o neurogénesis.

“Al parecer, las troncales también secretan algunos factores que estimulan la diferenciación de las células residentes del cerebro. Lo más sorprendente es que logramos ver ese proceso en la sustancia nigra, una zona que se conoce como no neurogénica”.

El estudio mostró que el cerebro tiene la capacidad de permitir la neurogénesis de las troncales exógenas, así que pueden desarrollarse como neuronas.

Generalmente, todo lo que se ha trasplantado ya está diferenciado a un fenotipo terminal (dopaminérgico o de otro tipo) y las células mueren. Es difícil que sobrevivan porque ya están diferenciadas. Al trasplantar las no diferenciadas, llamadas neurales, se da lugar a las gliales, que ayudan al mantenimiento de la información, detalló.

“Nuestro hallazgo es que al trasplantar las troncales en etapa más temprana (no comprometidas al linaje neural), éstas tuvieron la capacidad de diferenciarse a neuronas”, resumió.

Trasplante y diferenciación

En una primera fase del estudio, Guerra Crespo y un equipo de trabajo trasplantaron las troncales de ratón al cerebro de una rata, en una zona adjunta a la corriente rostral migratoria, que normalmente estimula la diferenciación neuronal de los precursores endógenos presentes en esa zona.

En esa región la mayoría de las troncales diferenciaron como neuronas de fenotipo gabaérgico. Cuando las trasplantaron en el estriado (una zona no neurogénica), se definieron como gliales. Sin embargo, esa misma estructura, al producirle un evento vascular cerebral isquémico (conocido como embolia), permitió la diferenciación de las células trasplantadas a neuronas.

“Al trasplantar en la sustancia nigra, zona que se afecta durante la enfermedad de Parkinson por la muerte de neuronas dopaminérgicas, diferenciaron eficientemente a neuronas. Eso fue sorprendente y repetimos varias veces el experimento. Por todo esto es relevante el proyecto”, señaló.

La idea de los científicos ganadores es usar las células introducidas como sensores para estudiar qué mecanismos pueden lograr que éstas se diferencien como neuronas. “Es un sistema in vivo que nos puede permitir analizar la diferenciación neuronal directamente en el cerebro”, abundó.

En la nueva etapa del estudio seguirán la diferenciación, especialmente en la sustancia nigra, para ver si ahí las troncales “modificadas” pueden diferenciar a neuronas dopaminérgicas, un objetivo último encaminado a estudiar a detalle el Parkinson y para, si es posible, establecer en un futuro terapias más racionales para su tratamiento.

Para dar seguimiento al proceso desde el trasplante hasta el desarrollo neuronal, la investigadora y sus colaboradores realizan un trabajo de cuantificación para tener un valor de la diferenciación.

Las células troncales se trasplantan y se analiza cómo avanza la diferenciación a los siete, 15, 21 y 30 días; se cuenta cuántas tienen los diferentes marcadores que indican la diferenciación neuronal.

En esta etapa usan la técnica de inmunofluorescencia, que permite identificar en las células introducidas el marcador de diferenciación que están expresando.

“En general, la gente está orientada a buscar el reemplazo celular, pero no se conoce la fuente idónea para lograrlo, ni para saber hasta qué grado el cerebro es apto para permitir ese reemplazo. Se sabe que, entre otras razones, hay rechazo, y que finalmente las células troncales mueren al no poder integrarse a un circuito ya existente. Por eso nuestra idea de usar células más tempranas (menos diferenciadas) tiene como meta que se integren al circuito neuronal”, finalizó.