Explican cómo las células madre aprenden a llegar al cerebro para tratar el ictus

Algunas partes del cuerpo se recuperan rápidamente de lesiones; por ejemplo, la córnea, la capa protectora externa del ojo, puede sanar pequeños rasguños en apenas un día. 

Sin embargo, el cerebro no cuenta con esa capacidad de regeneración rápida. Las neuronas adultas son células estables que duran toda la vida, salvo en casos de trauma o enfermedad, mientras que otras células, como las del revestimiento intestinal, se renuevan cada cinco días.

Desde hace tiempo, los investigadores buscan formas de utilizar terapias con células madre para estimular la capacidad del cerebro de reparar daños provocados por un accidente cerebrovascular u otras lesiones cerebrales. Hasta ahora, los avances se habían visto limitados por los cambios que genera la lesión y por la dificultad de integrar las nuevas células en los circuitos existentes, restaurando funciones como memoria o habilidades motoras.

Un equipo del Instituto Médico Sanford Burnham Prebys y de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Duke de Singapur (NUS) ha publicado en la revista Cell Stem Cell resultados prometedores de una terapia basada en células madre humanas. Al trasplantarlas a ratones, las células maduraron, se integraron en los circuitos existentes y recuperaron su función. Mediante el seguimiento de estas células y el análisis de sus patrones de expresión génica, los científicos revelaron cómo las células trasplantadas encuentran su destino y establecen conexiones con el sistema nervioso.

El desafío del entorno cerebral

Según los investigadores, uno de los principales obstáculos en terapias de medicina regenerativa para el ictus es que el cerebro adulto presenta un entorno hostil. Mientras que el cerebro en desarrollo es un ambiente favorable para que las células madre formen neuronas y se conecten, las células trasplantadas en un cerebro adulto afectado por un accidente cerebrovascular se enfrentan a inflamación, formación de quistes y tejido cicatricial que dificulta su supervivencia y crecimiento.

Injerto de células y reconstrucción de circuitos

Algunos enfoques buscan injertar células junto a la zona dañada, donde tienen más probabilidades de sobrevivir. Sin embargo, Zhang y su equipo desarrollaron un método para favorecer que las células trasplantadas prosperen directamente dentro de la cavidad afectada. Combinando fármacos de moléculas pequeñas y proteínas estructurales, lograron que las células sobrevivieran, crecieran y ocuparan la región dañada.

Una vez que estas células se convirtieron en neuronas, los científicos evaluaron si podían atravesar el tejido cicatricial y formar nuevas conexiones funcionales. Descubrieron que distintos tipos de neuronas trasplantadas encontraban sus objetivos de manera específica, incluso en el complejo entorno del cerebro adulto, reconstruyendo circuitos de forma similar a como lo hacen las neuronas normales.

Código genético y seguimiento de neuronas

Para entender mejor cómo las células regeneradas se orientan, los investigadores usaron un “código de barras” genético que les permitió rastrear las proyecciones de los axones y analizar los perfiles de expresión génica. Cada tipo de célula sigue un patrón propio que guía sus conexiones con distintas regiones del cerebro y la médula espinal. Mediante aprendizaje automático, identificaron cuatro subtipos de neuronas trasplantadas, cada una con un perfil genético que determina hacia dónde crecen sus axones y con qué áreas se conectan. La manipulación de factores de transcripción, como Ctip2, demostró que se puede modificar la dirección de estas conexiones.

Implicaciones y futuro

Estos hallazgos sugieren que, al conocer mejor los subtipos de neuronas trasplantadas, será posible predecir sus proyecciones y seleccionar células apropiadas para reconstruir circuitos específicos en pacientes. Zhang considera que estos resultados abren un futuro prometedor para la terapia celular, con potencial de ayudar a millones de personas que sufren accidentes cerebrovasculares y otras enfermedades neurológicas graves.

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