Científicos españoles descubren cómo se pueden activar células madre del cerebro

Un estudio internacional liderado por investigadoras del CSIC ha descubierto un nuevo mecanismo que controla la activación de células madre en el cerebro y que promueve la neurogénesis (generación de nuevas neuronas) a lo largo de toda la vida. El trabajo, que ha sido portada de la revista 'Cell Reports', manifiesta la importancia de entender las claves genéticas que promueven la neurogénesis adulta y abre la puerta al diseño de estrategias para activar las células madre neurales en situaciones de pérdida neuronal, como en enfermedades neurodegenerativas.

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El nacimiento de nuevas neuronas no termina en la infancia. En algunas regiones del cerebro, se siguen formando neuronas nuevas toda la vida. La clave reside en las células madre neurales, que tienen el potencial para generar nuevas neuronas. Sin embargo, normalmente estas células se mantienen dormidas. Es por ello que el trabajo liderado por Aixa V. Morales, investigadora del Instituto Cajal del CSIC, adquiere gran relevancia. En él se han descrito unas proteínas, presentes en las células madre, fundamentales para la activación de la neurogénesis adulta.

El entorno influye

El grupo ha descubierto que las proteínas Sox5 y Sox6 se encuentran mayoritariamente en las células madre neurales del hipocampo, encargado de la memoria y el aprendizaje. “Hemos utilizado estrategias genéticas que nos permiten eliminar selectivamente estas proteínas de las células madre del cerebro de ratones adultos, y hemos demostrado que son esenciales para la activación de estas células y para la generación de nuevas neuronas del hipocampo”, explica Aixa V. Morales.

En este trabajo, el equipo, en el que también han participado los grupos de Helena Mira, del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV-CSIC), y el de Carlos Vicario, del Instituto Cajal, ha observado también que las mutaciones impiden que los ratones con enriquecimiento ambiental (espacios más amplios y novedosos) puedan generar nuevas neuronas. “En entornos favorables se produce una mayor activación de las células madre y, por tanto, se genera un mayor número de neuronas. Sin embargo, la eliminación de Sox5 del cerebro de estos ratones supone un obstáculo para la neurogénesis”, indica Morales.

Además, otros estudios han demostrado que mutaciones Sox5 y Sox6 en humanos causan enfermedades raras del neurodesarrollo, como los síndromes de Lamb-Shaffer y Tolchin-Le Caignec, que provocan déficits cognitivos y trastornos del espectro autista. La científica principal defiende que el trabajo “permitirá una mejor comprensión de las importantes alteraciones neuronales que se manifiestan en estas enfermedades”.

El salto a humanos

Aquí radica el verdadero interés de este estudio para el gran público, y desde esa perspectiva surgen multitud de interrogantes. Por ejemplo, en la investigación se han 'anulado' las proteínas Sox5 y Sox6 , lo que ha llevado a que no se activen ni se formen nuevas neuronas en el hipocampo. ¿Cabe pensar que en enfermedades neurodegenerativas de causa genética esas proteínas están silenciadas? "Por ahora no existe evidencia de que ese sea el caso. Seguramente las mutaciones en esas proteínas no sean la causa de enfermedades neurodegenerativas", responde Aixa Morales a El Confidencial. Sin embargo, prosigue, "si esas proteínas están mutadas o silenciadas, puede entorpecer el intento de las células madre de generar nuevas neuronas (para compensar la muerte neuronal asociada a esas enfermedades neurodegenerativas)".

Así pues, la clave está en encontrar terapias genéticas que promuevan la neurogénesis, y para ello habría que avanzar en dos frentes: "El primero es el diagnóstico precoz para detectar pacientes en los inicios de la patología, cuando la muerte neuronal es todavía escasa y, tal vez, reparable. En segundo lugar, para que sea posible desarrollar una terapia génica muy específica (que afecte a un único gen) dirigida exclusivamente a las células madre neurales del hipocampo, hay que avanzar en vectores virales, nanopartículas y en herramientas para la edición genética (CRISPR/cas).

Con todo, el gran reto en neurodegeneración es evitar, o al menos frenar, procesos tan frecuentes como el alzhéimer o el parkinson. Morales admite que, "hasta ahora no se ha visto una relación directa entre las proteínas Sox y estas enfermedades, pero es un campo que queremos abordar utilizando modelos animales y analizando muestras de pacientes de alzhéimer".

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Esa línea de investigación conlleva importantes implicaciones terapéuticas y preventivas. Por un lado, abre la puerta a "terapias génicas para aumentar selectivamente las proteínas Sox5 y Sox6 para 'despertar' las células madre neurales presentes en el hipocampo y ponerlas a producir nuevas neuronas que repongan las pérdidas en las fases tempranas de la enfermedad de Alzhéimer", dice la científica del Instituto Cajal.

Opciones de tratamiento

Pero el mayor potencial terapéutico lo tiene para una enfermedad rara, el síndrome de Lamb-Shaffer, sobre el que "nuestro estudio indica que podrían tener alterada la capacidad de formar nuevas neuronas en el hipocampo y, por tanto, presentar alteraciones en la memoria y el aprendizaje. En un futuro, se podría intentar corregir genéticamente la pérdida de esas proteínas en los afectados".

Los científicos defienden el valor de los hallazgos que han llevado a cabo en los ratones, ya que "está demostrado que en humanos existen las mismas células madre neurales y están afectadas en personas con enfermedades neurodegenerativas" e insisten en el potencial que tienen para promover la neurogénesis. Sin embargo, matiza la primera autora, "activar demasiado las células madre neurales puede provocar su agotamiento prematuro. Por esto debemos entender cómo regular el balance entre la activación y las células dormidas para que se estimulen sin agotarse".

El trabajo de 'Cell Reports' continuará en humanos; concretamente en muestras de cerebros de pacientes con enfermedades neurodegenerativas. Falta mucho camino por recorrer, pero empieza a vislumbrarse la posibilidad de reponer las neuronas perdidas. No es el fin de la neurodegeneración, aunque sí el principio de su, hasta ahora, irremediable progresión.