Cuando ocurre una lesión cerebral, a causa de traumatismos, accidentes cerebrovasculares o enfermedades neurodegenerativas, el tejido nervioso tiene poca capacidad de recuperación. Esto se debe a que el reemplazo de las neuronas dañadas depende de las células madre neurales -las únicas células capaces de originar nuevas neuronas-, que están presentes en el cerebro adulto, aunque en muy poca cantidad.

En estas circunstancias, la inflamación es considerada un arma de doble filo, pues tiene tanto efectos protectores como perjudiciales para el sistema nervioso. Es probable que el efecto de las lesiones en el tejido nervioso sea la fase inicial de trastornos asociados a enfermedades neurodegenerativas crónicas y agudas. En este sentido, para abrir paso a nuevas terapias regenerativas, resulta fundamental estudiar cómo se puede inducir, en condiciones de neuroinflamación, un microambiente más favorable para que las células madre neurales se diferencien correctamente y puedan reemplazar a las neuronas lesionadas.

El rol de la fosfatidilcolina en condiciones de neuroinflamación

Investigadores e investigadoras del (CONICET), en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) comprobaron, a través de modelos de cultivos in vitro, que la neuroinflamación induce una diferenciación neuronal aberrante – es decir, que da lugar al surgimiento de neuronas disfuncionales-, pero que una molécula lipídica conocida como fosfatidilcolina puede ayudar a revertir este proceso, mediante modulación de la plasticidad neuronal y el aumento de la población de neuronas sanas. El trabajo, recientemente publicado en la revista Scientific Reports, del grupo Nature, contribuye a entender el comportamiento de las células madre neurales en condiciones inflamatorias y fue realizado íntegramente por miembros del laboratorio Biología Molecular y Celular de Lípidos del IBR, dirigido por la investigadora del CONICET Claudia Banchio.

“Cuando hay una lesión, las células madres son reclutadas y se trasportan hasta el área afectada donde se diferencian a astrocitos que forman una cicatriz que limita la expansión del daño, al igual que lo hace una cicatriz en la piel si nos lastimamos. Pero también desde allí se liberan diferentes de factores inflamatorios que resultan tóxicos y hacen que las células madre reclutadas mueran o no puedan diferenciarse en neuronas funcionales”, explica Banchio.

Hace tiempo que el grupo de investigación dirigido por Banchio estudia los efectos de la molécula fosfatidilcolina, que es el principal lípido que forma las membranas celulares de animales y plantas. Sobre los comienzos de la investigación, cuenta la investigadora: “Cuando volví a Argentina en 2005 empezamos a estudiar el efecto de la síntesis de fosfatidilcolina en las neuronas y nos dimos cuenta de que cuando aumentábamos su nivel síntesis, las neuronas se diferenciaban mucho más. Esto nos llevó a pensar, que además de su rol estructural, la fosfatidilcolina actuaba como una señal de diferenciación”.

En la reciente publicación, el equipo de investigación trabajó con modelos celulares in vitro sometiendo a las células madre neurales a condiciones de inflamación y usando técnicas de microscopia de fluorescencia para evaluar los resultados. Darío Magaquian, becario doctoral de CONICET y primer autor de la publicación destaca: “Son experimentos muy laboriosos, trabajamos mucho en sacar las fotos y después el doble de tiempo en analizarlas”.

Con estas herramientas, primero pudieron constatar que la inflamación provoca una diferenciación neuronal aberrante que da lugar a neuronas disfuncionales. Luego, evaluaron el efecto de agregar fosfatidilcolina a las células en esta condición, y vieron que “no solo ejercía el mismo efecto que reportamos previamente en situaciones normales, que es aumentar la diferenciación de las células madre hacia neuronas, sino que además, esas neuronas aberrantes que se generan en medio inflamatorio son reparadas por la fosfatidilcolina. O sea, que tenemos más neuronas y sanas en la situación de inflamación”, explica Banchio. Estos resultados demuestran que los medios enriquecidos con fosfatidilcolina mejoran la diferenciación neuronal incluso bajo estrés inflamatorio, es decir, que esta molécula lipídica aumenta la población de neuronas normales sanas y modula la plasticidad neuronal, promoviendo la diferenciación de las células madre.

Sobre los alcances de este trabajo, la investigadora de CONICET define que “como la inflamación es un factor común a todas las enfermedades neurodegenerativas, es un aporte muy relevante, ya que podría tener aplicación en terapias de reparación post daño o de regeneración en el momento de la enfermedad”.

En este sentido, existen reportes en modelos de alzhéimer con animales de experimentación que muestran que dietas ricas en el lípido colina, que es el precursor de la fosfatidilcolina, disminuyen notablemente los síntomas de la enfermedad. “Nosotros creemos que es por esto que estamos demostrando en este paper, donde además probamos que no es la colina perse la molécula que tiene el efecto sobre la recuperación de las neuronas, sino que tiene que convertirse en fosfatidilcolina” aclara Banchio.

Hoy, la investigación prosigue y con múltiples aproximaciones. – “Tendríamos que definir el mecanismo molecular por el cual actúa la fosfatidilcolina, la que induce el efecto reparador”, cuenta Magaquian. También, se está poniendo a punto un modelo in vitro para la enfermedad de Parkinson, y así poder evaluar los efectos de la fosfatidilcolina en las neuronas afectadas.

Además, interpela Banchio, “la pregunta que siempre surge es si esto existe normalmente en el cerebro, es decir, si la fosfatidilcolina, además de su efecto terapéutico, es una señal de reparación natural del cerebro. Entonces, ¿dónde estaría la fosfatidilcolina?”, y explica, “las células liberan unas estructuras llamadas exosomas que funcionan como comunicadores entre ellas. Los exosomas tiene una bicapa de lípidos y creemos que podrían ser los transportadores de la fosfatidilcolina en el cerebro”.

En experimentos preliminares, Banchio y su equipo aislaron exosomas de células madre neurales y los agregaron a cultivos celulares en condiciones de inflamación. Los primeros resultados obtenidos apoyan esta teoría, mostrando que existiría un efecto reparador sobre las neuronas distróficas, similar al que han reportado en el reciente trabajo para la fosfatidilcolina.

marzo 10/2022 (Dicyt)

Un grupo de científicos de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), en Brasil, desarrolló un protocolo para la impresión en tres dimensiones (3D) de células neurales. La denominada biotinta está compuesta por polímeros naturales que permiten que los astrocitos, un tipo de células cerebrales, sobrevivan durante al menos 14 días en laboratorio tras pasar por una impresora 3D.

Este procedimiento resulta en un modelo más parecido al tejido neural que los obtenidos mediante la aplicación de los protocolos actuales, con células cultivadas en dos dimensiones.

Este estudio, apoyado por la FAPESP, salió publicado en el Journal of Visualized Experiments (JoVE).

 “En el organismo las células son tridimensionales. Pero cuando se las cultiva en laboratorio tienen plástico abajo y un medio de cultivo encima [un conjunto de sustancias que permiten la supervivencia y la proliferación celular]. Esto es algo muy alejado de la organización natural del tejido o del órgano, donde las mismas se encuentran ordenadas de manera tridimensional. La biotinta que desarrollamos apunta a reproducir la relación de las células con el microambiente y con otras células. Es un sistema intermedio entre el cultivo 2D y los experimentos con animales”, explica Marimélia Porcionatto, docente de la Escuela Paulista de Medicina (EPM-Unifesp) y coordinadora del estudio.

Los astrocitos cumplen un papel fundamental en diversos procesos del cerebro, incluso en enfermedades que afectan al sistema nervioso central. El procedimiento estandarizado por las investigadoras de la Unifesp puede adaptarse para estudiar otros tipos celulares y actualmente el grupo está aplicándolo para analizar astrocitos y neuronas infectadas con el virus SARS-CoV-2, causante del COVID-19, en el marco de otro proyecto financiado por la FAPESP.

“Estamos probando distintos biomateriales que sean compatibles con células del tejido neural, no solamente astrocitos, sino también neuronas y células madre neurales. La bioimpresión es una técnica bastante reciente en la ingeniería de tejidos, y más aún en lo referente a los tejidos neurales, compuestos por células más sensibles. Por eso este protocolo será útil tanto para quienes pretenden trabajar con astrocitos y otras células del cerebro como con otros tipos celulares”, comenta Bruna Alice Gomes de Melo, primera autora del trabajo, realizado durante su posdoctorado en la EPM-Unifesp.

El protocolo se desarrolló con células de ratones, pero emplea materiales biocompatibles que pueden adaptarse al estudio de células humanas. Aparte de estudiar enfermedades del sistema nervioso central en un formato más cercano al del cerebro, el grupo liderado por Porcionatto busca materiales que futuramente puedan recuperar áreas cerebrales lesionadas por traumatismos craneoencefálicos o accidentes cerebrovasculares (ACV), por ejemplo.

La receta

La biotinta está compuesta por insumos disponibles en el mercado, como la laminina, extraída de animales bovinos, un componente de la matriz extracelular (moléculas que se ubican entre las células). La receta incluye también factores de crecimiento para las células, compuestos que permiten que sobrevivan en cultivo.

También lleva un producto conocido como gelatina metacrilada. Este insumo se vende comercialmente en el exterior, pero las investigadoras lo producen en el laboratorio a un costo muy inferior al del importado. Gomes de Melo se capacitó para producir la gelatina metacrilada durante su doctorado, realizado en la Universidad de Campinas (Unicamp), más específicamente, durante una pasantía en el Programa de Ciencias de la Salud y Tecnología de las universidades Harvard y Massachusetts Institute of Technology (MIT), en Estados Unidos, con beca de la FAPESP.

“En otras composiciones, muchas de las células sobrevivían al estrés de la impresión en 3D e incluso se volvían viables durante un tiempo, pero la morfología de los astrocitos no coincidía con la que se ve en el tejido vivo. La gelatina metacrilada y la laminina fueron esenciales”, dice la investigadora.

Luego de pasar por el pico eyector de la impresora, la biotinta, que posee el aspecto de un gel, queda dispuesta en capas. Al cabo de unos pocos días, los astrocitos empiezan a replicarse y adoptan un comportamiento similar al que exhiben en el tejido nervioso.

El objetivo ahora consiste en aumentar la complejidad del protocolo. Aparte de los astrocitos, en el estudio con el SARS-CoV-2 se empleó una biotinta con neuronas y una tercera que combina ambos tipos celulares. En poco tiempo más, las investigadoras incluirán en la mezcla células madre neurales.

 “La idea es acercarnos lo más posible a la complejidad del tejido neural. Cuando estos protocolos se encuentren perfectamente validados con células de ratones, podremos crear otros con células humanas. Esto servirá para realizar una variedad de estudios, tales como pruebas con nuevos fármacos, identificación de genes que se expresan durante el desarrollo del cerebro y modelado de enfermedades, entre otros”, añade Porcionatto.

Otras tres becarias FAPESP en la EPM-Unifesp se cuentan entre las autoras de este trabajo: Elisa M. Cruz, de doctorado; Taís N. Ribeiro, de maestría, y Mayara Mundim, quien también realizó su doctorado.

marzo 09/2022 (Dicyt)

En este contexto, investigadores del grupo de Neurobiología Molecular de la Universidad de Valencia (UV) dirigidos por la catedrática de Biología Celular Isabel Fariñas y adscritos a su Instituto de Biotecnología y Biomedicina, han realizado un estudio que ilustra sobre el papel de la inflamación en el programa normal de activación de las células madre del cerebro adulto, las denominadas células madre neurales, para producir nuevas neuronas a lo largo de toda la vida.

El trabajo, publicado la revista Cell Stem Cell, y cuyo primer autor es Germán Belenguer -ahora en el Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, en Dresde, Alemania-, desvela que la inflamación producida por una infección bacteriana “alerta” a las células madre neurales y prepara su activación para la producción de nuevas neuronas, lo cual indica que estas células también “responden a cambios que se producen fuera del cerebro”.

El trabajo aporta, de esta forma, nuevos datos al estudio y avance de la medicina regenerativa, que busca soluciones terapéuticas basadas en las células madre para procesos degenerativos (alzhéimer, párkinson…) donde habitualmente se detecta neuroinflamación.

Activadas y quiescentes

La inflamación crónica se asocia a muchas enfermedades y muchos estudios le atribuyen un papel negativo en la evolución de las mismas. Sin embargo, la respuesta inflamatoria inicial es un mecanismo de defensa temprano frente a daño o infección que forma parte de la inmunidad innata y, por tanto, es importante averiguar su posible papel beneficioso, por ejemplo en la regulación de las células madre.

El estudio, llevado a cabo en ratones, se ha realizado gracias a una nueva tecnología de análisis de células madre neurales desarrollada por el propio grupo y que se detalla en el artículo. “El desarrollo de las técnicas de secuenciación de ARN ( RNA-seq  también llamado Whole Transcriptome Shotgun Sequencing​),  de célula única ha permitido analizar la heterogeneidad celular como nunca antes había sido posible. La aplicación al cerebro adulto ha conducido a la identificación de células madre neurales en distintos estados de activación. Así, se distinguen según sus programas de expresión génica, células madre activadas y quiescentes, pero con propensión a activarse como si estuviesen en un estado alerta (células madre neurales primed o alerted). Sin embargo, las técnicas de RNA-Seq (secuenciación del RNA) de célula única no permiten análisis funcionales”.

Por ello, el equipo de Fariñas utilizó toda la información molecular publicada para diseñar una forma de aislar estos estados celulares y analizar su comportamiento y potencialidad en distintos contextos. Con ello demostraron que la generación de inflamación sistémica induce un estado quiescente alertado en las células madre neurales. “Empezamos por la inflamación periférica porque sabemos que se traslada al cerebro. Aunque los experimentos de parabiosis indican que las células madre neurales podrían estar expuestas a moléculas circulantes, no olvidemos que entre las células madre del cerebro y la sangre hay una barrera hematoencefálica”, comenta Fariñas.

Inflamación ‘necesaria’ 

Gracias a este trabajo se ha demostrado que la inflamación producida por una infección bacteriana en cualquier parte del organismo es capaz de activar transitoriamente las células madre neurales y prepararlas para la acción; y cuando la inflamación remite, estas células vuelven a su estado quiescente. También indica que, a pesar de las evidencias previas de que las neuronas del cerebro, incluyendo las de reciente generación, responden negativamente a la inflamación, las células madre neurales se alertan preservando sus propiedades en un contexto de inflamación sistémica.

Los investigadores muestran además que un cierto nivel de inflamación es necesario para potenciar las propiedades de las células madre neurales durante la regeneración. Y los resultados obtenidos permiten plantear la posibilidad de que los factores sistémicos controlen el comportamiento de las células madre del cerebro. Como comenta Fariñas, “el nicho de las células madre ahora incluye el medio sistémico”.

Efectos multisistémicos del envejecimiento

Los trabajos del equipo de Isabel Fariñas, perteneciente al Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas y la RETIC de Terapia Celular del Instituto de Salud Carlos III, permiten conocer mejor las relaciones entre las células madre y el medio sistémico, es decir el resto del organismo, algo que es muy poco conocido”. Pero también abren la puerta a plantear estudios sobre el control sistémico de las células madre del cerebro y otros tejidos, como la piel, la médula ósea o el intestino, algo que podría explicar los efectos multisistémicos del envejecimiento.

Según explica Fariñas, ”si las células madre de los distintos tejidos responden a moléculas circulantes, los cambios en la composición bioquímica de la sangre que tienen lugar con la edad podrían tener efectos en la renovación de múltiples tejidos. Eso sí, también permitiría pensar en intervenciones terapéuticas para frenar el declive en los tejidos”.

Por otro lado, la estrategia metodológica desarrollada por el equipo de Fariñas, grupo de excelencia Prometeo de la Generalitat Valenciana, permite analizar aspectos moleculares de cómo se regula la quiescencia y la activación de las células madre neurales. “El estudio no solo proporciona una nueva metodología para el análisis de las células madre neurales, sino que sugiere que es preciso reevaluar los efectos de la inflamación y la respuesta inmune innata en la renovación de nuestros tejidos adultos por células madre y en el potencial de estas células para la regeneración tisular”, apunta Fariñas.

En organismos en los que la respuesta inmunitaria es básicamente innata, por carecer de una inmunidad adaptativa bien desarrollada como la que se encuentra en mamíferos, la regeneración a partir de células madre es eficaz. Así, por ejemplo, la inflamación es beneficiosa para la activación de células madre en el pez cebra. Y en mamíferos, también se detecta generación de tejido reparador sin formación de cicatriz durante el desarrollo fetal y en los primeros días de vida, cuando la única inmunidad que actúa es la innata. “Ahora estamos estudiando la participación de las células de microglía en estos procesos”, anuncia Fariñas.

diciembre 14/2020 (Diario Médico)

Un grupo del Área de Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Cádiz, dirigidos por Carmen Castro, ha desvelado la participación de unas moléculas en la neurogénesis del cerebro adulto.

Este equipo investiga en la proliferación de las células madre, los precursores derivados y la posterior diferenciación a neurona. En ese proceso han encontrado que las proteínas de la familia de las cinasas de tipo C, también llamadas PKC, desempeñan un papel importante en el proceso neurogénico, de tal forma que su activación facilita la expansión de cultivos de las células madre neurales.

«El problema -explica Castro- fue la necesidad de activar PKC no ya en cultivo sino en el cerebro, porque los activadores de PKC conocidos son altamente tumorigénicos, por lo que necesitábamos encontrar otro tipo de activadores que no promoviesen la formación de tumores».

En colaboración con un grupo del Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Ciencias, bajo la dirección de Rosario Hernández Galán, estos científicos hallaron varios compuestos del tipo 12-desoxiforboles, uno de los cuales ya se había descrito como activador no tumorigénico de PKC, y han analizado su efecto sobre la expansión de cultivos de células madre neurales y su capacidad para favorecer la generación de neuronas en el cerebro de ratones adultos. «Encontramos que dos de los compuestos de esta familia potencian la formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto», ha comentado.

Hasta el momento han administrado estos compuestos directamente en el cerebro adulto, aunque están buscando nuevas formas de administración menos invasivas. Según Castro, «para poder utilizar estos nuevos sistemas de administración tenemos que determinar la dosis para que el compuesto llegue en cantidad suficiente al cerebro. Finalmente, una vez establecida esta metodología de administración menos invasiva queremos estudiar su efecto sobre la regeneración de lesiones cerebrales».

La ventaja es que son productos naturales aislados de plantas y su efecto es mayor que el de la prostatina, un compuesto comercial que se puede obtener mediante síntesis química. Precisamente, hace poco tiempo solicitaron una patente sobre el uso de 12-desoxiforboles para incrementar la formación de neuronas en el cerebro adulto.

Esta investigación, que ya está disponible en la edición electrónica de «International Journal of Neuropsychopharmacology», se ha realizado mediante financiación recibida de la Consejería de Ciencia e Innovación de la Junta de Andalucía. «Nuestra idea es poder usar este tipo de compuestos o derivados de ellos para desarrollar nuevos fármacos que faciliten la regeneración de lesiones del cerebro adulto».
diciembre 18/2015 (Diario Médico)

Los resultados muestran que las células madre neurales pueden beneficiar a los pacientes con gliomas. Un estudio previo ha mostrado que las células madre neurales tienen muchas propiedades que las convierten en una vía ideal para liberar fármacos y combatir tumores cerebrales.

Se debe a su capacidad de migrar a las zonas tumorales, las células madre neurales ofrecen una vía para concentrar los medicamentos en las zonas que rodean al tumor, lo que puede ayudar a reducir la toxicidad sobre los tejidos sanos y a reducir los efectos secundarios de la quimioterapia.

Karen Aboody, del City of Hope National Medical Center, en Duarte, Los Ángeles (Estados Unidos) y sus colegas, modificaron las células madre neurales para expresar una enzima llamada citosina deaminasa, que convierte el medicamento precursor inactivo en el activo 5-fluorouracilo, un potente medicamento contra los tumores. Este medicamento se administra a los pacientes vía oral traspasa la barrera hematoencefálica y al llegar a las células madre neurales se convierte por la enzima mencionada en el medicamento activo.

Los investigadores, además, hicieron el experimento en modelo murino. Inyectaron las células madre neurales modificadas en el cerebro de ratones con gliomas. Los ratones que habían sido tratados presentaron tumores más pequeños, un tercio más pequeños que aquellos ratones que no habían sido tratados. Los investigadores no detectaron efectos secundarios graves.

Sin embargo, los tumores residuales volvieron a aparecer al cabo del tiempo, indicando que una administración de tratamiento con células madre neurales no era suficiente para erradicar los tumores completamente, y que se requiere ajustar aún más la dosis y la frecuencia tanto de las células madre neurales como de los profármacos.
mayo 8/2013 (Diario Médico)

Aboody KS, Najbauer J, Metz MZ, D’Apuzzo M, Gutova M, Annala AJ. Neural stem cell-mediated enzyme/prodrug therapy for glioma: preclinical studies. Sci Transl Med. 2013 May 8;5(184):184ra59.

Investigadores del Duke University Medical Center (Estados Unidos) han encontrado que una “fuente de la juventud” que sustenta la producción de nuevas neuronas en el cerebro de los roedores también puede estar presente en el cerebro humano. 

La existencia de un sistema de apoyo vital a las células madre en el cerebro explica por qué estas células por sí solas no pueden generar neuronas en una placa de Petri, un gran obstáculo en el uso de estas células madre para reparar daños. El estudio aparece publicado en la portada de la edición electrónica de julio de Neuron.

“Creemos que estos hallazgos tienen importantes implicaciones para la terapias a seres humanos”, comenta el doctor Chay Kuo, profesor asistente de biología celular, pediatría y neurobiología del The Jean and George Brumley Jr. Neonatal Perinatal Research Institute (NPRI), y autor principal del estudio.

Los científicos observaron que las células ependimarias vecinas de tipo epitelial, no las células madre, poseen una estructura especial que mantiene a las células madre neurales “neurogénicas”, capaces de crear nuevas neuronas. Sin embargo, cuando las células madre neurales son preparadas para su crecimiento en cultivo no se incluyen junto a ellas las células ependimarias, y esto puede ser un problema.

“Las células madre neurales en una placa de Petri no continúan creando neuronas como lo harían en el cerebro”, dice Kuo, “en cambio, a menudo producen astrocitos, un tipo de célula que no podría volver a ser implantada en el cerebro”. Según Kuo, el crecimiento no controlado de astrocitos puede conducir al desarrollo de tumores cerebrales.

En una serie de experimentos, los investigadores descubrieron que la generación de nuevas neuronas depende de lo que llaman el “ugly sibling” (el hermano feo) de las células madre, las células ependimarias que están cubiertas por largos cilios, orgánulos parecidos a pelos en movimiento. Kuo decidió estudiar estas células porque los ventrículos laterales del cerebro, donde residen las células madre neurales adultas, es la última área del cerebro en desarrollo que crea células ependimarias.

“Los progenitores comunes de las glías radiales en el sistema nervioso en desarrollo anterior al nacimiento dan lugar tanto a las células ependimarias como a las células madre adultas”, expone Kuo “por lo tanto, tiene sentido estudiar estas células junto a las células madre”.

“Hay una fuente de la juventud en el interior del cerebro de un adulto que produce activamente nuevas neuronas”, afirma Kuo. “Sin embargo, no sabemos cómo se forma o se mantiene esta fuente”.

Kuo y sus colaboradores encontraron que el factor de transcripción Foxj1, una clase de proteína que activa y/o desactiva otros genes, es fundamental para instruir a las células ependimarias para que cambien de forma y se ensamblen en forma circular formando la arquitectura que rodea a las células madre.

Los investigadores determinaron que la proteína estructural Ankyrin 3 es activada por Foxj1 en las células ependimarias para proveer soporte estructural a las delicadas células madre. Las señales generadas por este apoyo estructural son probablemente importantes para instruir a las células madre neurales introducidas a crear neuronas en entornos terapéuticos.

“Entender el control ambiental de la producción neuronal en el cerebro adulto será crucial para el futuro de las estrategias terapéuticas que usen células madre humanas para sustituir neuronas”, concluye Kuo.
julio 22/2011 (Diario Salud)

Patricia Paez-Gonzalez, Khadar Abdi, Dominic Luciano, Yan Liu, Mario Soriano-Navarro, Chay T. Kuo, et. al. Ank3-Dependent SVZ Niche Assembly Is Required for the Continued Production of New Neurons.  Neuron 71(1) pp. 61 – 75.

\»Creemos que estos hallazgos tienen importantes implicaciones para la terapias a seres humanos\», comenta el doctor Chay Kuo, profesor asistente de biología celular, pediatría y neurobiología del The Jean and George Brumley Jr. Neonatal Perinatal Research Institute (NPRI), y autor principal del estudio.

Los científicos observaron que las células ependimarias vecinas de tipo epitelial, no las células madre, poseen una estructura especial que mantiene a las células madre neurales \»neurogénicas\», capaces de crear nuevas neuronas. Sin embargo, cuando las células madre neurales son preparadas para su crecimiento en cultivo no se incluyen junto a ellas las células ependimarias, y esto puede ser un problema.

\»Las células madre neurales en una placa de Petri no continúan creando neuronas como lo harían en el cerebro\», dice Kuo, \»en cambio, a menudo producen astrocitos, un tipo de célula que no podría volver a ser implantada en el cerebro\». Según Kuo, el crecimiento no controlado de astrocitos puede conducir al desarrollo de tumores cerebrales.

En una serie de experimentos, los investigadores descubrieron que la generación de nuevas neuronas depende de lo que llaman el \»ugly sibling\» (el hermano feo) de las células madre, las células ependimarias que están cubiertas por largos cilios, orgánulos parecidos a pelos en movimiento. Kuo decidió estudiar estas células porque los ventrículos laterales del cerebro, donde residen las células madre neurales adultas, es la última área del cerebro en desarrollo que crea células ependimarias.

\»Los progenitores comunes de las glías radiales en el sistema nervioso en desarrollo anterior al nacimiento dan lugar tanto a las células ependimarias como a las células madre adultas\», expone Kuo \»por lo tanto, tiene sentido estudiar estas células junto a las células madre\».

\»Hay una fuente de la juventud en el interior del cerebro de un adulto que produce activamente nuevas neuronas\», afirma Kuo. \»Sin embargo, no sabemos cómo se forma o se mantiene esta fuente\».

Kuo y sus colaboradores encontraron que el factor de transcripción Foxj1, una clase de proteína que activa y/o desactiva otros genes, es fundamental para instruir a las células ependimarias para que cambien de forma y se ensamblen en forma circular formando la arquitectura que rodea a las células madre.

Los investigadores determinaron que la proteína estructural Ankyrin 3 es activada por Foxj1 en las células ependimarias para proveer soporte estructural a las delicadas células madre. Las señales generadas por este apoyo estructural son probablemente importantes para instruir a las células madre neurales introducidas a crear neuronas en entornos terapéuticos.

\»Entender el control ambiental de la producción neuronal en el cerebro adulto será crucial para el futuro de las estrategias terapéuticas que usen células madre humanas para sustituir neuronas\», concluye Kuo.
julio 22/2011 (Diario Salud)

Patricia Paez-Gonzalez, Khadar Abdi, Dominic Luciano, Yan Liu, Mario Soriano-Navarro, Chay T. Kuo, et. al. Ank3-Dependent SVZ Niche Assembly Is Required for the Continued Production of New Neurons.  Neuron 71(1) pp. 61 – 75.