Investigaciones de científicos españoles, dedicados a explorar el cerebro y sus conexiones, abren la posibilidad de recuperar en el futuro circuitos neuronales perdidos en ciegos o sordos congénitos. Estos hallazgos son una esperanza para personas con limitaciones visuales y auditivas.
Los estudios se realizan en el Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CISC) y la Universidad Miguel Hernández en Elche (UMH). El equipo ha logrado por primera vez transformar un determinado tipo de células del sistema nervioso en neuronas. Capaces de reparar algunos circuitos sensoriales de la vista o del oído dañados en etapas tempranas de la vida.
Además, los científicos han comprobado que es posible obtener neuronas específicas de una región del cerebro a partir de «astrocitos». Son un tipo de células del sistema nervioso en forma de estrella, que llevan a cabo funciones muy importantes para el funcionamiento del cerebro.
Estos astrocitos han sido reprogramados mediante un gen maestro, denominado Neurogenina2, que llega a su destino en el cerebro de los ratones de la mano de un virus. Los investigadores han visto en este trabajo que los astrocitos expresan genes propios de sus neuronas hermanas en cada región cerebral concreta. Esto ha hecho posible su reprogramación en un tipo de neurona sensorial específica.
“Hemos descubierto que genes clásicos de las neuronas también son expresados por los astrocitos, aunque en un nivel menor. Y que hay un código propio de cada región cerebral que comparten los astrocitos y las neuronas, y probablemente también otras células nerviosas. Esto es importante porque abre la posibilidad de recuperar en el futuro, circuitos neuronales perdidos en ciegos o sordos congénitos», explica la investigadora Guillermina López-Bendito. Directora de la Unidad de Neurobiología del Desarrollo del Instituto de Neurociencias.
Científicos españoles y los estudios neuronales de ciegos y sordos
Las dos estructuras cerebrales implicadas en este proceso son el tálamo, que recibe la información del exterior, y la corteza cerebral, que la procesa. Cuando hay una pérdida en la captación de los estímulos sensoriales parte de las neuronas y los circuitos de estas dos regiones del cerebro se pierden o se reducen considerablemente.
Señalan los científicos españoles en que los astrocitos podrían ser cruciales para restaurar los circuitos perdidos en ciegos o sordos. Hasta hace poco se consideraba a estas células gliales, como actrices secundarias en el cerebro. Mientras, la médula espinal ejerce su papel de proveedor de alimento y soporte estructural a las neuronas.
No obstante, la función de los astrocitos va más allá, indican. Participan también en tareas que antes se creían exclusivas de las neuronas, como el procesamiento, la transferencia y el almacenamiento de información. La capacidad de transformarse en neuronas tras la inducción vista en este trabajo, supone una prueba más del importante papel de los astrocitos.
Otro hallazgo en el estudio es que las células que se generan en una zona concreta del cerebro, ya sean neuronas u otros tipos de células nerviosas, comparten una firma molecular. Es la expresión génica específica de cada región compartida con las neuronas la que confiere a los astrocitos la capacidad de convertirse en neurona. De un tipo concreto en determinadas condiciones.
¿Reparación espontánea?
Los científicos españoles del IN focalizan su estudio en los astrocitos y su importancia crucial para restaurar los circuitos perdidos en ciegos o sordos.
“Ahora estamos intentando averiguar si, de forma espontánea, los astrocitos pueden convertirse en neuronas en situaciones concretas. Por ejemplo, cuando provocamos un aumento de astrocitos reactivos”, advierte Guilermina López-Bendito.
Sostiene que los astrocitos reactivos se encargan de proteger a las neuronas cuando se produce un daño. Aunque en ocasiones su actuación también puede perjudicarlas si su reacción es muy potente.
El aumento del número de astrocitos reactivos, o astrogliosis, favorece que estas células se vuelvan más maleables o más dóciles. “En esas circunstancias pensamos que tal vez, sin necesidad de introducir un gen maestro que guíe la reprogramación, podríamos observar de forma espontánea esa capacidad de los astrocitos. Para convertirse en neuronas”, apunta la experta.
“Con este trabajo se demuestra que el proceso de reprogramación de astrocitos a neuronas es factible. Y lo hemos conseguido en estudios tanto in vitro como in vivo en ratones control. Ahora nuestro reto inmediato y proyecto presente es hacerlo posible en modelos de ratón con ceguera congénita. En estos animales utilizaremos esta misma técnica para reprogramar astrocitos sensoriales y que se conviertan en neuronas visuales que suplan a las que se habían perdido”, añade López-Bendito.
Este proyecto, denominado Reprogramación de células talámicas para el restablecimiento de circuitos sensoriales, ha sido financiado por la Generalitat Valenciana con 400.000 euros. El equipo está igualmente liderado por Álvaro Herrero e integrado por Lorenzo Puche Aroca, Verónica Moreno Juan y Alejandro Sempere-Ferràndez. La investigación está recogida en la revista Science Advances.
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