Avances en la generación de neuronas a partir de células madre

Artículo publicado por Irene Fernández-Ruiz (Dra. en Biología Molecular) en el enlace http://www.diarioabierto.es/90043/avances-en-la-generacion-de-neuronas-a-partir-de-celulas-madre

Logran que neuronas generadas a partir de células madre embrionarias humanas y trasplantadas en tejido del hipocampo de ratones conduzcan los impulsos eléctricos y además activen los circuitos neuronales vecinos. Es un gran paso para desarrollar nuevos tratamientos para el infarto cerebral, el Alzheimer o el Parkinson.

En estas enfermedades se destruyen células cerebrales, lo que provoca pérdida de memoria, del habla y otras consecuencias debilitantes. En teoría, trasplantar nuevas neuronas podría reparar este daño y restablecer la función cerebral.

Esperemos que pronto podamos anunciar la noticia de que se han conseguido generar nuevas neuronas que reemplazan con éxito a las neuronas que mueren. De momento, podemos anunciar que un grupo de investigadores del Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham en Estados Unidos han conseguido que neuronas obtenidas a partir de células madre conduzcan la actividad cerebral en modelos de laboratorio.

Celulas madre neurales humanas, teñidas para el ADN (azul), y los marcadores neuronal (TUJ-1, verde) y de astrocitos (GFAP, rojo). Foto de Jammieson Pires, BrainCells Inc.

En este estudio, publicado en la revista Journal of Neuroscience, en primer lugar programaron células madre embrionarias humanas para que se convirtieran en neuronas, algo que este mismo grupo ya había descrito en el año 2008. Pero lo que había resultado más complicado hasta ahora era hacer que estas neuronas funcionaran correctamente una vez trasplantadas en el huésped. Con este nuevo estudio, este grupo de investigadores liderado por el Dr. Stuart A. Lipton ha hallado la manera de estimular estas neuronas derivadas de células madre para que dirijan la función cognitiva a una red neuronal después del trasplante.

Y parece ser que el truco para que estas neuronas funcionaran es la luz. Para poder estudiar si las neuronas trasplantadas funcionaban, utilizaron secciones de tejido del hipocampo (la zona del cerebro encargada de procesar la información) ya que estas secciones de tejido mantienen la habilidad de generar oscilaciones sincronizadas de alta frecuencia, son capaces de mantener la maduración en integración de las neuronas trasplantadas y se pueden mantener en placas de cultivo en el laboratorio. Así, trasplantaron las neuronas derivadas de células madre a estas secciones de hipocampo y activaron las neuronas trasplantadas utilizando estimulación optogenética. Es una técnica relativamente reciente que combina métodos ópticos con la genética para controlar con gran precisión el comportamiento de las células en animales o en tejidos vivos. En este caso, los investigadores habían insertado un gen de una proteína fotosensible en las neuronas trasplantadas, con lo que al incidir la luz esta proteína se activaría tan solo en las células trasplantadas y no en las neuronas locales.

Midiendo las oscilaciones de alta frecuencia en las neuronas alejadas de las trasplantadas comprobaron que, efectivamente, las neuronas trasplantadas promovían que las demás neuronas dispararan oscilaciones de alta frecuencia. Las oscilaciones neuronales rápidas normalmente son mejores ya que están asociadas a un mejor rendimiento de las funciones cognitivas, motrices y sensoriales.

Esto quiere decir que el grupo del Dr. Lipton ha conseguido que neuronas generadas a partir de células madre embrionarias humanas no solo condujeran los impulsos eléctricos, sino que además provocaran que los circuitos neuronales vecinos dispararan aproximadamente al mismo ritmo que en un hipocampo normal.

Estas son buenas noticias para el desarrollo de futuras terapias. Si estos buenos resultados se confirman en humanos, con el trasplante de neuronas derivadas de células madre embrionarias se podría restablecer la actividad cerebral en enfermedades neurodegenerativas, y con ello restaurar la función cognitiva y motora.

Artículo de referencia:

J. C. Pina-Crespo, M. Talantova, E.-G. Cho, W. Soussou, N. Dolatabadi, S. D. Ryan, R. Ambasudhan, S. McKercher, K. Deisseroth, S. A. Lipton. High-Frequency Hippocampal Oscillations Activated by Optogenetic Stimulation of Transplanted Human ESC-Derived Neurons. Journal of Neuroscience, 2012; 32 (45): 15837 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3735-12.2012