C¨¦lulas madre para reparar lesiones cerebrales

Un grupo de cient¨ªficos de la Universidad Libre de Bruselas ha logrado reparar por primera vez una lesi¨®n del c¨®rtex cerebral mediante el implante de neuronas generadas a partir de c¨¦lulas madre. Uno de los responsables de la investigaci¨®n, publicada en la revista Neuron, es la espa?ola Sandra Acosta Verdugo (Barcelona, 1981). ¡°En el experimento, desarrollado en ratones, las neuronas trasplantadas se han integrado en el 100% de los casos, con lo que se ha logrado la curaci¨®n de lesiones del c¨®rtex cerebral¡±, explica Acosta. Este trabajo abre la puerta, a largo plazo, a terapias que podr¨ªan aplicarse en humanos para tratar lesiones cerebrales producidas por ictus, hematomas cerebrales o traumatismos.

La cient¨ªfica espa?ola explica que los investigadores han seguido el estado de los ratones durante m¨¢s de doce meses y, en todos los casos, "segu¨ªan en perfecto estado, y ninguno de los que alcanzaron esta edad desarroll¨® un proceso tumoral¡±, una de las consecuencias negativas inherentes a las terapias celulares.

El c¨®rtex es una parte del cerebro que s¨®lo poseen los mam¨ªferos, por eso resulta tan interesante para los bi¨®logos de desarrollo como Acosta Verdugo. La investigadora de Barcelona es bi¨®loga de formaci¨®n y ha centrado su trayectoria en el estudio del desarrollo del sistema nervioso y las enfermedades asociadas al desarrollo del cerebro, como autismo o c¨¢ncer infantil.

¡°Muchas lesiones neurol¨®gicas est¨¢n relacionadas con da?os en el c¨®rtex cerebral, como los ictus, la epilepsia, hematomas cerebrales o ciertos procesos neurodegenerativos¡±, explica.

¡°A pesar de su plasticidad, el c¨®rtex cerebral adulto tiene una capacidad para autorrepararse muy pobre¡±, se?ala el art¨ªculo de Neuron. Esto supone una barrera clave ante la posibilidad de tratar dicho tipo de lesiones mediante terapias celulares basadas en el autotrasplante de neuronas extra¨ªdas del propio paciente.

¡°No tendr¨ªa sentido quitarle neuronas a un paciente y luego tratarlas para implantarlas de nuevo porque las neuronas que se extraigan el c¨®rtex se habr¨¢n perdido para siempre, el c¨®rtex del paciente no puede regenerarlas por s¨ª mismo¡±, indica Acosta.

Esta es una de las dificultades de trabajar con neuronas, unas c¨¦lulas muy diferentes al resto. Esta limitaci¨®n dirigi¨® la mirada de este grupo de cient¨ªficos de la Universidad Libre de Bruselas hacia el uso de c¨¦lulas madre inducidas (conocidas en ingl¨¦s como iPSC) como la ¨²nica alternativa que pod¨ªa sortear este problema.

El hallazgo de las c¨¦lulas inducidas en 2006 ha sido un paso de gigante que ha abierto enormes puertas a las posibilidades de las terapias celulares. Fue el japon¨¦s Yamanaka quien las descubri¨® ese a?o y s¨®lo seis a?os despu¨¦s, en 2012, fue galardonado por ello con el Premio Nobel de Medicina. La primera investigaci¨®n en humanos con estas c¨¦lulas lleg¨® un a?o despu¨¦s, en agosto de 2013.

¡°Esto abre las puertas a estudios en los que neuronas derivadas de las c¨¦lulas de la piel del propio paciente se trasplanten en el c¨®rtex da?ado"

El punto fuerte de las c¨¦lulas iPSC es que se obtienen a partir de c¨¦lulas madre adultas, generalmente de la piel, del propio paciente. Lo que hall¨® Yamanaka fue un modo para que dichas c¨¦lulas madre adultas se autotransformaran en c¨¦lulas madre pluripotentes (el equivalente a las c¨¦lulas madre embrionarias), que tienen la caracter¨ªstica de que pueden convertirse en una c¨¦lula de cualquier organismo del cuerpo. En esta investigaci¨®n, en neuronas.

¡°De este modo, tanto las c¨¦lulas de la piel como las neuronas generadas conservan el mismo ADN, de modo que se evita cualquier posibilidad de rechazo del trasplante en el paciente¡±, explica Acosta. Y eso es lo que ha sucedido en este experimento con ratones.

El cerebro adulto, todo un reto

Otro reto que ten¨ªa que superar este experimento era, como se?ala el art¨ªculo de Neuron, el hecho de que ¡°trabajos anteriores similares hab¨ªan obtenido resultados muy limitados, lo que suger¨ªa que el cerebro adulto apenas permit¨ªa el crecimiento axonal de las neuronas del c¨®rtex¡±, es decir, la conexi¨®n entre neuronas.

Aqu¨ª ha estado, precisamente, otro de los importantes hallazgos de este trabajo. ¡°Se ha descubierto en esta investigaci¨®n que hay que afinar mucho en cuanto a qu¨¦ c¨¦lulas poner y en qu¨¦ sitio del c¨®rtex; hay que generar las neuronas adecuadas e implantarlas en la zona adecuada en cada caso porque si no, las neuronas trasplantadas no logran conectarse y funcionar¡±, argumenta la cient¨ªfica.

Este hallazgo es, al mismo tiempo, una dificultad a?adida puesto que ¡°hay muchos tipos de neuronas y no se sabe c¨®mo conseguir cada tipo. Adem¨¢s, y, este es otro descubrimiento que se ha realizado en este trabajo, en estas terapias habr¨¢ que tener en cuenta que en el cerebro no s¨®lo hay neuronas, hay adem¨¢s otros dos tipos de c¨¦lulas que comparten el mismo origen que las neuronas, y son b¨¢sicas para para el correcto funcionamiento cerebral. Por lo tanto¡±, explica Acosta Verdugo, ¡°no s¨®lo hay que trasplantar neuronas sino tambi¨¦n esas otras c¨¦lulas¡±.

Otro de los riesgos que han afrontado los cient¨ªficos ha sido la posibilidad de que surgieran tumores en el cuerpo receptor. Sin embargo, esto, que es inherente al empleo de terapias con c¨¦lulas madre, se ha revelado como un riesgo mucho m¨¢s reducido cuando se trata del c¨®rtex cerebral.

¡°Del total de ratones con los que hemos trabajado, s¨®lo un 10% ha desarrollado teratomas¡±, indica Acosta Verdugo. ¡°Se trata de un porcentaje muy reducido [si se compara con estudios similares en otros ¨®rganos del cuerpo] y esto se debe seguramente al hecho de que como los tejidos cerebrales y las neuronas no se replican son menos propensas a desarrollar estos tumores¡±, aclara.

Cuando termin¨¦ en Bruselas busqu¨¦ contratos en Espa?a y en Europa pero la situaci¨®n ahora es muy dif¨ªcil"

Los teratomas, adem¨¢s, si bien pueden alcanzar un gran tama?o y crecer muy r¨¢pido, son tumores que no suelen metastatizar y la tasa de supervivencia es muy elevada.

¡°Sin duda, es una limitaci¨®n pero se podr¨ªa hacer un screening para eliminar las c¨¦lulas madre que se cuelan en el trasplante y que son las que acaban generando el teratoma. Este trabajo no ten¨ªa ese objetivo y por eso no lo hemos hecho, pero ser¨ªa algo factible de hacer, no ser¨ªa demasiado complicado¡±, sugiere la investigadora.

Desde Memphis

Aunque en el art¨ªculo de Neuron que acaba de publicarse Sandra Acosta Verdugo aparece como investigadora de la Universidad Libre de Bruselas, la cient¨ªfica espa?ola trabaja desde el a?o pasado en el Hospital Saint Jude de Memphis, el mayor hospital del mundo en investigaci¨®n de c¨¢ncer infantil.?

En Memphis, la bi¨®loga espa?ola investiga ahora ¡°las primeras etapas del desarrollo del cerebro y del ojo, que son ¨®rganos que derivan del mismo origen, un tejido neural precursor¡±. El desarrollo del sistema nervioso es la pasi¨®n cient¨ªfica de Acosta. Y sobre eso vers¨® su tesis doctoral, que present¨® en el Hospital de Sant Joan de D¨¦u, tras haberse licenciado en Biolog¨ªa por la Universidad de Barcelona. ¡°Vers¨® sobre c¨¢ncer infantil y encontramos unas c¨¦lulas precursoras en tumores neurobl¨¢sticos [un tipo de tumor infantil]¡±, dice.

A pesar de estar al otro lado del charco, espera poder volver a Espa?a en el futuro. ¡°Cuando termin¨¦ en Bruselas busqu¨¦ contratos en Espa?a y en Europa pero la situaci¨®n ahora es muy dif¨ªcil y no hay muchas opciones¡±, se lamenta. ¡°S¨ª que hay becas y oportunidades parecidas, pero no contratos para realizar una investigaci¨®n propia¡±.