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El injerto de neuronas cultivadas a partir de las propias células de los monos en sus cerebros alivió el movimiento debilitante y los síntomas de depresión asociados con la enfermedad de Parkinson, según un estudio publicado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos.
En la investigación, publicada en la revista Cell Stem Cell, el equipo de la Universidad de Washington describe su éxito con neuronas fabricadas a partir de células madre pluripotentes inducidas de los propios cuerpos de los monos. Este enfoque evitó complicaciones con el sistema inmunológico de los primates y da un paso importante hacia un tratamiento para millones de pacientes con párkinson humano.
«Este resultado en primates es extremadamente poderoso, particularmente para trasladar nuestros descubrimientos a la clínica», dice el neurocientífico Su-Chun Zhang de UW-Madison, cuyo laboratorio del Centro Waisman cultivó las células cerebrales.
La enfermedad de Parkinson daña las neuronas del cerebro que producen dopamina, una sustancia química cerebral que transmite señales entre las células nerviosas. Las señales interrumpidas hacen que sea cada vez más difícil coordinar los músculos incluso para movimientos simples y causan rigidez, lentitud y temblores que son los síntomas característicos de la enfermedad. Los pacientes, especialmente los que se encuentran en las primeras etapas de la enfermedad de Parkinson, generalmente se tratan con medicamentos como L-DOPA para aumentar la producción de dopamina.
«Esos medicamentos funcionan bien para muchos pacientes, pero el efecto no dura, apunta Marina Emborg, investigadora de Parkinson en el Centro Nacional de Investigación de Primates de Wisconsin de UW-Madison. Con el tiempo, a medida que la enfermedad progresa y los síntomas motores empeoran, vuelven a no tener suficiente dopamina y aparecen los efectos secundarios de los medicamentos».
Los científicos han intentado con cierto éxito tratar el párkinson en estadio avanzado en pacientes mediante la implantación de células de tejido fetal, pero la investigación y los resultados se vieron limitados por la disponibilidad de células útiles y la interferencia del sistema inmunológico de los pacientes.
El laboratorio de Zhang ha pasado años aprendiendo cómo marcar las células del donante de un paciente a un estado de células madre, en el que tienen el poder de convertirse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo y luego redirigir ese desarrollo para crear neuronas.
«La idea es muy simple, explica Zhang. Cuando tienes células madre, puedes generar el tipo correcto de células diana de manera consistente. Y cuando provienen de la persona en la que quieres injertarlas, el cuerpo las reconoce y las acepta como propias».
La aplicación fue menos simple. Más de una década en proceso, el nuevo estudio comenzó en serio con una docena de monos rhesus hace varios años. Se administró una neurotoxina, una práctica común para inducir un daño similar al de párkinson para la investigación, y el laboratorio de Emborg evaluó a los monos mensualmente para evaluar la progresión de los síntomas.
«Evaluamos mediante observación y pruebas clínicas cómo caminan los animales, cómo agarran trozos de comida, cómo interactúan con las personas, y también medimos la producción de dopamina con imágenes de PET (tomografía por emisión de positrones), señala Emborg. Queríamos síntomas que se parecieran a una etapa madura de la enfermedad».
Guiados por resonancia magnética en tiempo real que se puede utilizar durante los procedimientos y fue desarrollado en UW-Madison por el ingeniero biomédico Walter Block durante el curso del estudio de párkinson, los investigadores inyectaron millones de neuronas productoras de dopamina y células de apoyo en el cerebro de cada mono en un área llamada cuerpo estriado, que se agota en dopamina como consecuencia de los efectos devastadores del párkinson en las neuronas.
La mitad de los monos recibieron un injerto hecho a partir de sus propias células madre pluripotentes inducidas (llamado trasplante autólogo). La mitad recibió células de otros monos (un trasplante alogénico), y eso hizo toda la diferencia.
En seis meses, los monos que recibieron injertos de sus propias células estaban logrando mejoras significativas. En un año, sus niveles de dopamina se habían duplicado y triplicado.
«Los animales autólogos comenzaron a moverse más, recuerda Emborg. Donde antes necesitaban agarrar la jaula para pararse, comenzaron a moverse con mucha más fluidez y agarrar comida mucho más rápido y más fácil».
Los monos que recibieron células alogénicas no mostraron un aumento duradero de la dopamina o una mejora en la fuerza o el control muscular, y las diferencias físicas en los cerebros fueron marcadas. Los axones, las extensiones de las células nerviosas que se extienden para llevar impulsos eléctricos a otras células, de los injertos autólogos eran largos y estaban entremezclados con el tejido circundante.
«Podrían crecer libremente y extenderse mucho más dentro del cuerpo estriado, argumenta Yunlong Tao, científico del laboratorio de Zhang y primer autor del estudio. En los monos alogénicos, donde los injertos son tratados como células extrañas por el sistema inmunológico, son atacados para detener la propagación de los axones».
Las conexiones que faltan dejan el injerto alogénico aislado del resto del cerebro, negándoles oportunidades para renovar los contactos con sistemas más allá del manejo muscular.
«Aunque el párkinson se clasifica típicamente como un trastorno del movimiento, la ansiedad y la depresión también son típicas, recuerda Emborg. En los animales autólogos, vimos la extensión de los axones del injerto en áreas que tienen que ver con lo que se llama cerebro emocional».
Los síntomas que se asemejan a la depresión y la ansiedad (ritmo, desinterés en los demás e incluso en las golosinas favoritas) disminuyeron después de que crecieron los injertos autólogos. Los síntomas de los monos alogénicos permanecieron sin cambios o empeoraron.
Los resultados son tan prometedores que Zhang espera comenzar pronto a trabajar en aplicaciones para pacientes humanos. En particular, dice Zhang, el trabajo que hizo Tao en el nuevo estudio para ayudar a medir la relación entre la mejora de los síntomas, el tamaño del injerto y la producción de dopamina resultante les brinda a los investigadores una herramienta predictiva para desarrollar injertos humanos efectivos.
marzo 02/2021 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.
Referencia:
Mang M., Tao Y., Gao Q., Feng B., Yan W., Zhou Y., Kotsonis T.A., Yuan T., You Z., Wu Z., Xi J., Haberman A., Graham J., Block J., Zhou W., Chen Y., Zhang S. Ch.:Human Stem Cell-Derived Neurons Repair Circuits and Restore Neural Function, Cell Stem Cell, Volume 28, Issue 1,2021, 112-126.e6, ISSN 1934-5909,h ttps://doi.org/10.1016/j.stem.2020.08.014
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