La estimulación de células madre se muestra prometedora como un potencial tratamiento no invasivo para el accidente cerebrovascular, según una investigación en ratones que publica la revista ‘JNeurosci’. Si resultase efectiva en humanos, esta técnica podría mejorar considerablemente la calidad de vida de estos pacientes.
La estrategia, consistente en trasplantar células progenitoras neurales para restaurar las funciones perdidas, precisa que muchas de esas células deban saber cómo integrarse en un cerebro maduro pero dañado), y para ello las células necesitan ayuda.
Para brindar esa ayuda, investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Emory en Atlanta (Estados Unidos) han desarrollado la optoquimogenética, que modifica una herramienta de neurociencia ampliamente utilizada.
La estimulación que necesitan las células transplantadas para florecer proviene de la luz, generada dentro del cerebro. En un modelo de ratón con accidente cerebrovascular, las células progenitoras neurales recibieron estimulación con luz, lo que promovió la recuperación funcional en los ratones.
Los aficionados a la neurociencia pueden estar familiarizados con la optogenética, que les permite a los científicos estudiar el cerebro de manera conveniente, activando o inhibiendo grupos de neuronas con solo presionar un botón. Los investigadores de Emory dirigidos por Shan Ping Yu y Ling Wei querían descubrir cómo estimular selectivamente el cerebro.
Se asociaron con Jack Tung, Ken Berglund, y Robert Gross, quien había creado luminopsinas, proteínas diseñadas sensibles a la luz y generan su propia luz cuando se les proporciona un químico llamado coelenteracina(CTZ). Los componentes de la proteína provienen de las algas Volvox y de ‘Gaussia princeps’, un crustáceo del tamaño de una uña que vive en las profundidades del océano.
Yu y Wei estaban buscando formas de persuadir a las células progenitoras neuronales, capaces de multiplicarse y diferenciarse en neuronas maduras, a sobrevivir en el cerebro después de la destrucción de un derrame cerebral. Estaban trabajando con un modelo de ratón, en el que las regiones sensoriales y motoras de un lado del cerebro están dañadas.
“No es suficiente colocar las células en el cerebro dañado y luego no cuidarlas –explica Yu–. Si esperamos que las células progenitoras se diferencien y se conviertan en neuronas funcionales, tienen que recibir una estimulación que imita el tipo de actividad que verán en el cerebro. También necesitan factores de crecimiento y un entorno de apoyo”.
Los científicos introdujeron genes que codifican luminopsinas en células madre pluripotentes inducidas, que se cultivaron para formar células progenitoras neurales. Las células progenitoras neurales se administraron en el cerebro de los ratones una semana después del accidente cerebrovascular. La CTZ, que emite luz cuando las luminopsinas actúa sobre ella, se administró intranasalmente dos veces al día durante dos semanas.
La administración intranasal elude la barrera hematoencefálica y las administraciones repetidas son clínicamente factibles, explica Yu. La bioluminiscencia se pudo detectar en el área de injerto celular y fue visible durante aproximadamente una hora después de la administración de CTZ.
CTZ promovió una serie de efectos positivos en las células progenitoras: más supervivencia y axones intactos, más conexiones dentro del cerebro y mejores respuestas a la estimulación eléctrica. También promovió la recuperación de la función en la extremidad afectada en los ratones.
Los ratones se probaron en actividades tales como alcanzar y agarrar alimentos, o quitar puntos adhesivos de sus patas. En ratones jóvenes, el CTZ y células progenitoras juntas podrían restaurar el uso de la extremidad afectada por el accidente cerebrovascular a niveles normales, e incluso en ratones más viejos, produjeron una recuperación parcial de la función.
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