Los científicos podrían haber encontrado una forma de regenerar las neuronas que se pierden debido a condiciones como la enfermedad de Alzheimer, sugiere un nuevo estudio de laboratorio.
La investigación, publicada el 26 de agosto en la revista Cell Biomaterials, sugiere que reducir los niveles de una proteína clave en otro tipo de célula del cerebro, llamada astrocitos, podría convertir esas células en neuronas. El cerebro adulto tiene una capacidad limitada para producir nuevas neuronas de forma basal, y una habilidad aún más restringida para reemplazar las neuronas perdidas por la enfermedad.
Si se desarrollara con éxito como tratamiento para las personas, este nuevo enfoque podría reponer las neuronas perdidas y así restablecer la función cerebral, dicen los autores del estudio.
Los astrocitos son células abundantes, con forma de estrella en el cerebro que protegen y respaldan las funciones de las neuronas. Una proteína crucial para el desarrollo de los astrocitos se llama PTBP1, y anteriormente, los científicos sugirieron que eliminar esta proteína en los astrocitos podría convertirlos en neuronas. En ese estudio, los investigadores reportaron convertir astrocitos en el cerebro de ratón en neuronas al eliminar el gen que codificaba para PTBP1.
Sin embargo, experimentos posteriores contradijeron estos resultados, sugiriendo que las neuronas recién formadas no podían rastrearse hasta los astrocitos. Así, Peisheng Xu, coautor del nuevo estudio y científico farmacéutico en la Universidad de Carolina del Sur, se propuso investigar esa contradicción.
«Nos pareció extraño [que] dos grupos llegaran a conclusiones diferentes», declaró a Live Science.
Usó una técnica llamada Nano-Eraser, desarrollada previamente en su laboratorio, para eliminar PTBP1 de los astrocitos sin editar ninguno de sus genes. El equipo logró hacer esto encapsulando un anticuerpo que apunta a PTBP1 en un gel de polímeros. Ese gel ayudó a que el anticuerpo cruzara la barrera hematoencefálica, ese guardián que impide que ciertas sustancias de la sangre entren al cerebro.
Una vez que llega a los astrocitos en el cerebro, el anticuerpo se une a PTBP1 y pone en marcha la maquinaria interna de la célula para destruir la proteína.
«Me parece bastante interesante, intrigante y un enfoque innovador», dijo la Dra. Christiane Wrann, neurocientífica de la Escuela de Medicina de Harvard, que no participó en el estudio. «Demuestran que [el gel] puede atravesar la barrera hematoencefálica», lo cual es importante para desarrollar terapias para el cerebro, declaró a Live Science.
El equipo probó primero el gel en astrocitos humanos cultivados en placas de laboratorio. A lo largo de varios días, los astrocitos expuestos al gel perdieron su típica forma en estrella y comenzaron a formar axones —los cables a través de los cuales las neuronas envían mensajes. También aumentó la abundancia de proteínas típicamente presentes en las neuronas en los astrocitos.
Las células luego mostraron actividad eléctrica que confirmó aún más que funcionaban de manera similar a las neuronas y podían disparar de forma sincrónica. El gel también mostró resultados similares en modelos reducidos del cerebro, llamados organoides, que se habían cultivado a partir de células madre humanas.
Los investigadores luego probaron el gel en modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer. Estos ratones de laboratorio habían perdido neuronas y habían desarrollado algunas características distintivas de la enfermedad, como inflamación, pérdida de función cognitiva y cúmulos pegajosos de una proteína en el cerebro.
Al grupo se le administraron dos dosis intravenosas del gel, separadas por ocho días. En las cuatro semanas siguientes, pruebas de comportamiento sugirieron que la memoria de los ratones tratados mejoró y pudieron construir nidos más complejos que los ratones no tratados; lo que indica una mejora en la función conductual. Más tarde, los investigadores examinaron los cerebros de los ratones tratados, encontrando que la densidad de sus neuronas había aumentado, mientras disminuían sus niveles de moléculas inflamatorias.
Sin embargo, si bien los experimentos en placas de laboratorio indicaron que los astrocitos se convertían en neuronas, Xu señaló que ese hallazgo aún no se ha confirmado en ratones vivos.
«Observamos que la densidad de neuronas aumentó en los ratones tratados en comparación con los no tratados», dijo, «pero aún no podemos descartar la posibilidad de que algunas otras células madre neurales también se hayan convertido en neuronas».
Wrann coincide en que se requerirían experimentos adicionales para ver si un astrocyte particular en el cerebro del ratón se convirtió en neurona. Aunque los resultados son «intrigantes», se necesita mucha más investigación para entender los efectos a largo plazo de un tratamiento así en diferentes tipos de células cerebrales, afirmó.
Xu y su equipo planean profundizar en la conversión de astrocitos en ratones vivos. Antes de pasar a ensayos clínicos en humanos, dijo, la seguridad y eficacia del tratamiento deberían evaluarse en primates no humanos.
Es notable que los propios astrocitos cumplen funciones importantes en el cerebro. Por ello existe la pregunta de qué podría hacer a largo plazo una reducción crónica de PTBP1 en el cerebro, señaló Wrann. Ella coincidió en que serían necesarios estudios cuidadosos para que esto se traduzca a humanos.
«Eso es algo que debe evaluarse paso a paso», afirmó.
