Ciencia: Lesión cerebral. Nuevas terapias
En Genotipia (Genética Médica News) se publica un comentario sobre un trabajo que abre la esperanza para el futuro del tratamiento de las lesiones secundarias a isquemia cerebral. El trabajo está realizado en ratones pero aún así no deja de ser esperanzador ya que inicia nuevos caminos en el estudio de este problema tan prevalente.
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Convertir
astrocitos en neuronas para tratar la lesión por isquemia cerebral
PUBLICADO EN OCTUBRE
2, 2019
Amparo Tolosa, Genotipia. Genética Médica News
Un equipo de investigadores de la Universidad del
Estado de Pensilvania ha desarrollado una terapia génica con la que se han
obtenido resultados prometedores para tratar la isquemia cerebral en un modelo
en ratón. La terapia convierte las células gliales, más abundantes y con
capacidad para proliferar, en neuronas que reemplazan a las neuronas perdidas.
La capacidad regenerativa del cerebro es limitada.
Imagen: Pixabay.
Cuando se produce una isquemia cerebral, una
porción del cerebro deja de recibir el oxígeno y nutrientes que transporta la
sangre. Si el área dañada es pequeña o la interrupción del flujo sanguíneo es
temporal es posible que el cerebro pueda recuperarse hasta cierto punto. Pero
si el área afectada es grande y la pérdida de neuronas elevada, los daños se
hacen irreparables.
La mayor parte de las neuronas han perdido la
capacidad de dividirse, lo que impide que el cerebro pueda regenerarse, con
excepción de unas pocas áreas, en caso de un accidente cerebral. De este
modo, la medicina regenerativa destinada a curar un accidente cerebral
grave debe abordar el problema de generar las neuronas desaparecidas. Sin
embargo, las neuronas no son las únicas células del cerebro y hay otras células
que sí pueden proliferar, como por ejemplo los astrocitos. Estás células,
abundantes en el cerebro, tienen múltiples funciones, desde proporcionar
estructura al cerebro, a regular la homeostasis, almacenar y distribuir
nutrientes regular el desarrollo de células neuronales y mantener las sinapsis.
Además, cuando se producen daños en el cerebro los astrocitos se dividen y
ocupan el espacio dejado por las neuronas.
El estudio de la Universidad del Estado de
Pensilvania trabaja sobre la premisa de convertir astrocitos en neuronas. El
objetivo de los investigadores es ofrecer una nueva estrategia que favorezca la
generación de nuevas neuronas, ya que las aproximaciones planteadas hasta la
fecha no han proporcionado resultados significativos.
En un estudio previo, los investigadores habían
demostrado que era posible convertir los astrocitos reactivos (los que cuando
se producen daños reaccionan dividiéndose y ocupando el lugar de las neuronas
muertas) en neuronas. ¿Cómo? Haciendo que expresen el factor de transcripción
NeuroD1.
Neuronas convertidas de células gliales mediante
la terapia génica con NeuroD1. Imagen: Laboratorio Chen, Universidad del Estado
de Pensilvania.
En el nuevo estudio los investigadores han
mejorado el proceso de transformar astrocitos en neuronas y han demostrado su
utilidad en un modelo de isquemia cerebral en ratón. El equipo ha
utilizado un vector viral para expresar el gen NeuroD1 en
los astrocitos reactivos en la región afectada por el daño cerebral y
ha conseguido regenerar entre un 30% y un 40% de las neuronas dañadas en la
corteza cerebral. Este resultado supone una mejora significativa importante, ya
que habitualmente el cerebro solo recupera un 1% de las células perdidas tras
un accidente cerebral. Además, los investigadores señalan que la terapia génica
también protege a las neuronas que sobreviven a la zona dañada.
Un hallazgo interesante es que las nuevas
neuronas generadas a partir de los astrocitos muestran propiedades similares a
las de las neuronas que residían en el tejido antes de que se produjesen los
daños. Los investigadores plantean que esto podría ser debido a que las
células gliales activadas residen en la misma región que las neuronas
desaparecidas y posiblemente deriven del mismo linaje celular.
“El hallazgo más emocionante de este estudio es
ver las nuevas neuronas ser completamente funcionales en activar potenciales de
acción repetitivos y formar redes sinápticas con otras neuronas preexistentes”,
destaca Gong Chen. “También envían proyecciones axonales a larga distancia a
las dianas correctas y facilitan la recuperación funcional”. Los
resultados son muy prometedores puesto que la regeneración neuronal obtenida
con la terapia se tradujo en una mejora de los déficits motores y de
comportamiento que siguen a los daños cerebrales en el modelo en ratón.
Los investigadores destacan múltiples ventajas de
la terapia génica con NeuroD1 para tratar recuperar funcionalmente el cerebro
tras un accidente cerebral. Por una parte, la ventana de tiempo para que el
tratamiento sea efectivo es amplia. Los tratamientos actuales tienen una
ventana muy reducida, lo que impide que muchos pacientes puedan recibir la
terapia a tiempo y llegar a una recuperación funcional total. Por otra parte,
las células utilizadas como fuente para regenerar neuronas se distribuyen por
todo el cerebro, por lo que en principio existe una fuente inagotable
de células con potencial regenerativo para una amplia variedad de
daños.
El equipo también reconoce limitaciones para
el método. Por ejemplo, si los daños cerebrales son tan elevados que hay una
pérdida masiva de astrocitos, el sistema está limitado, al igual que si afectan
a múltiples regiones del cerebro. Además, no hay que olvidar que las neuronas
ejercen su función a través una red de conexiones específicas, que deben
recuperarse también.
“Nuestro estudio proporciona la prueba de concepto
de que las células gliales del cerebro pueden ser utilizadas como fuente de
juventud para regenerar nuevas neuronas funcionales para reparar el cerebro no
solo en caso de una apoplejía sino también en otros trastornos neurológicos que
van acompañados de pérdida neuronal”, destaca Yuchen Chen. “Nuestro paso
siguiente es seguir probando esta tecnología y en última instancia trasladarla
en terapias efectivas en clínica para beneficiar a millones de pacientes en
todo el mundo”.
Investigación original: Chen YC, et al. A NeuroD1 AAV-Based Gene
Therapy For Functional Brain Repair After Ischemic Injury Through In Vivo
Astrocyte-To-Neuron Conversion. Molecular Therapy. 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ymthe.2019.09.003
Fuente: Gene therapy helps functional recovery after stroke. http://science.psu.edu/news/Chen9-2019
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