Un gran avance contra las lesiones medulares

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2014/10/22/5446ac80ca4741eb6e8b456f.html

Darek Fidyka camina con ayuda de un andador tras el trasplante innovador que le ha permitido recuperar la movilidad.

El espectacular éxito del primer paciente paralítico que ha vuelto a caminar, tras un trasplante pionero con células de su bulbo olfatorio, ha provocado múltiples reacciones entre los principales expertos españoles que trabajan en el campo de las lesiones medulares. Por un lado, aplauden la importancia de este avance, pero al mismo tiempo reclaman prudencia para no despertar falsas expectativas.

La glía fue descrita por primera vez por el científico Rudolf Virchow en 1859, como pegamento nervioso. Pero en los últimos 20 años, la visión de estas células ha cambiado notablemente y en esto, algunos científicos españoles han tenido gran parte de culpa. En 1994, un grupo de científicos del Instituto Cajal del CSIC (Madrid), liderado por Manuel Nieto-Sampedro, publicó un artículo en varias revistas internacionales en el que demostraban las virtudes de la glía envolvente, en ratones.

"Nos dimos cuenta de que si se trasplantaban se podía conseguir regeneración nerviosa", expone el propio investigador español. "Son células que se parecen mucho a las llamadas células de Schwann", que están en el sistema nervioso periférico y son las que logran, por ejemplo, regenerar un nervio dañado en el brazo de una persona. Sin embargo, a diferencia de las del bulbo olfativo (la glía envolvente, que se encuentran en el sistema nervioso central), no funcionan en el cerebro, ya que este órgano las aísla.

Además de trabajar muy bien en el cerebro, se puede decir que estas peculiares células también se parecen a las células madre neuronales. Tal y como argumenta Nieto-Sampedro, "pueden dividirse a lo largo de la vida y son capaces de ir allí donde hay un problema, en el sistema nervioso central [...] Son células promotoras del crecimiento, permiten que se generen neuronas continuamente. Producen sustancias que regeneran la médula y restituyen nervios".

Las investigaciones del grupo español, realizadas en ratones, demuestran que "el trasplante de estas células lograban regenerar sensaciones en los brazos y piernas inmóviles y restituían reflejos como el del vaciado de la vejiga (las micciones voluntarias)". Se trata de una célula "bastante universal, por lo que la posibilidad de que funcione en humanos es del 80%-90%". Lo que hace falta "es financiación para desarrollar trabajos en humanos".

La experiencia que publica ahora Geoff Raisman, que "lleva más de 40 años trabajando con la glía envolvente, es la primera con éxito que se logra en humanos", argumenta Nieto-Sampedro, profesor de investigación del CSIC. Aunque cabe aclarar que este trabajo se ha realizado en un paciente cuya médula espinal estaba dañada tras haber sido atravesada por una navaja. "Es más fácil de curar que si la lesión se hubiera producido por una caída desde un andamio. Es más concreta, está más delimitada y definida", remarca el científico del Instituto Cajal.

Por otro lado, el afectado llevaba dos años con la lesión hasta que se le sometió al trasplante celular. "En este tiempo, se forma tejido cicatricial que se convierte en una barrera física, anatómica y funcional". Las células de la cicatriz inhiben el crecimiento de los axones. Sin embargo, "la glía, aparte de regenerar nervios, también tiene la capacidad de neutralizar cicatrices".

"La ventaja que tienen estas microinyecciones con células cultivadas del bulbo olfativo es que son autólogas, es decir, no tienen problema de rechazo. Hay grupos que están llevando a cabo ensayos en humanos en esta línea pero aún sin resultados", señala por su parte Ignacio Pascual, de la Clínica Universidad de Navarra, quien ha trabajado desde 1995 en investigaciones sobre el efecto de estas células en la regeneración nerviosa en ratas.

"El problema del lesionado medular es el ambiente inflamatorio de una serie de moléculas que dificultan la regeneración. Estas células tienen la capacidad de mejorar ese ambiente y por lo tanto permiten reconducir los axones para que vuelvan a crecer conectando con la zona dañada. Hay que individualizar cada caso", explica.

"Esto es un paso más. Se van logrando avances, pero aún no es la panacea para que todo el mundo se pueda beneficiar. En este momento no es un tratamiento que se pueda ofertar a todo el mundo. No hay que crear falsas expectativas, aunque sí es cierto que está habiendo mejoras y esto es solo un camino", afirma Pascual.

Scientists sniff out unexpected role for stem cells in the brain

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-10-scientists-unexpected-role-stem-cells.html

Making “scents” of new cells in the brain’s odor-processing area adult-born cells travel through the thin rostral migratory stream before settling into the olfactory bulb, the large structure in the upper right of the image.

For decades, scientists thought that neurons in the brain were born only during the early development period and could not be replenished. More recently, however, they discovered cells with the ability to divide and turn into new neurons in specific brain regions. The function of these neuroprogenitor cells remains an intense area of research. Scientists at the National Institutes of Health (NIH) report that newly formed brain cells in the mouse olfactory system—the area that processes smells—play a critical role in maintaining proper connections. The results were published in the Journal of Neuroscience.

"This is a surprising new role for brain stem cells and changes the way we view them," said Leonardo Belluscio, Ph.D., a scientist at NIH's National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) and lead author of the study.

The olfactory bulb is located in the front of the brain and receives information directly from the nose about odors in the environment. Neurons in the olfactory bulb sort that information and relay the signals to the rest of the brain, at which point we become aware of the smells we are experiencing. Olfactory loss is often an early symptom in a variety of neurological disorders, including Alzheimer's and Parkinson's diseases.

In a process known as neurogenesis, adult-born neuroprogenitor cells are generated in the subventricular zone deep in the brain and migrate to the olfactory bulb where they assume their final positions. Once in place, they form connections with existing cells and are incorporated into the circuitry.

Dr. Belluscio, who studies the olfactory system, teamed up with Heather Cameron, Ph.D., a neurogenesis researcher at the NIH's National Institute of Mental Health, to better understand how the continuous addition of new neurons influences the circuit organization of the olfactory bulb. Using two types of specially engineered mice, they were able to specifically target and eliminate the stem cells that give rise to these new neurons in adults, while leaving other olfactory bulb cells intact. This level of specificity had not been achieved previously.

In the first set of mouse experiments, Dr. Belluscio's team first disrupted the organization of olfactory bulb circuits by temporarily plugging a nostril in the animals, to block olfactory sensory information from entering the brain. His lab previously showed that this form of sensory deprivation causes certain projections within the olfactory bulb to dramatically spread out and lose the precise pattern of connections that show under normal conditions. These studies also showed that this widespread disrupted circuitry could re-organize itself and restore its original precision once the sensory deprivation was reversed.

However, in the current study, Dr. Belluscio's lab reveals that once the nose is unblocked, if new neurons are prevented from forming and entering the olfactory bulb, the circuits remain in disarray. "We found that without the introduction of the new neurons, the system could not recover from its disrupted state," said Dr. Belluscio.

To further explore this idea, his team also eliminated the formation of adult-born neurons in mice that did not experience sensory deprivation. They found that the olfactory bulb organization began to break down, resembling the pattern seen in animals blocked from receiving sensory information from the nose. And they observed a relationship between the extent of stem cell loss and amount of circuitry disruption, indicating that a greater loss of stem cells led to a larger degree of disorganization in the olfactory bulb.

According to Dr. Belluscio, it is generally assumed that the circuits of the adult brain are quite stable and that introducing new neurons alters the existing circuitry, causing it to re-organize. "However, in this case, the circuitry appears to be inherently unstable requiring a constant supply of new neurons not only to recover its organization following disruption but also to maintain or stabilize its mature structure. It's actually quite amazing that despite the continuous replacement of cells within this olfactory bulb circuit, under normal circumstances its organization does not change," he said.

Dr. Belluscio and his colleagues speculate that new neurons in the olfactory bulb may be important to maintain or accommodate the activity-dependent changes in the system, which could help animals adapt to a constantly varying environment.

"It's very exciting to find that new neurons affect the precise connections between neurons in the olfactory bulb. Because new neurons throughout the brain share many features, it seems likely that neurogenesis in other regions, such as the hippocampus, which is involved in memory, also produce similar changes in connectivity," said Dr. Cameron.

The underlying basis of the connection between neurological disease and changes in the olfactory system is also unknown but may come from a better understanding of how the sense of smell works. "This is an exciting area of science," said Dr. Belluscio, "I believe the olfactory system is very sensitive to changes in neural activity and given its connection to other brain regions, it could lend insight into the relationship between olfactory loss and many brain disorders."

More information: "Adult Neurogenesis Is Necessary to Refine and Maintain Circuit Specificity." Journal of Neuroscience, 8 October 2014, 34(41): 13801-13810; DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2463-14.2014