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Salud

Reprograman células formadoras de cicatrices en la médula espinal para curar las lesiones


Los ensayos fueron realizados con ratones.

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Mediante ingeniería genética, los investigadores del Centro Médico de la Universidad de Texas Southwestern (UTSW) y la Universidad de Indiana, en Estados Unidos, han conseguido reprogramar las células formadoras de cicatrices en la médula espinal de ratones para crear nuevas células nerviosas, lo que estimula la recuperación después de una lesión de la médula espinal. Los hallazgos, publicados en línea en la revista ‘Cell Stem Cell’, podrían ofrecer esperanza a los cientos de miles de personas en todo el mundo que sufren una lesión de la médula espinal cada año.

Las células de algunos tejidos corporales proliferan después de una lesión, reemplazando a las células muertas o dañadas como parte de la curación. Sin embargo, explica el líder del estudio, Chun-Li Zhang, profesor de biología molecular y becario en investigación biomédica en la UTSW, la médula espinal normalmente no genera nuevas neuronas después de una lesión, un obstáculo clave para la recuperación. Debido a que la médula espinal actúa como un transmisor de señales entre el cerebro y el resto del cuerpo, agrega, su incapacidad para autorepararse detiene permanentemente la comunicación entre estas dos áreas, lo que provoca parálisis, pérdida de sensibilidad y, a veces, consecuencias potencialmente mortales. como la incapacidad para controlar la respiración o la frecuencia cardíaca.

Zhang señala que el cerebro tiene cierta capacidad limitada para producir nuevas células nerviosas, dependiendo de las células progenitoras para activar distintas vías regenerativas. Utilizando este conocimiento como inspiración, él y sus colegas buscaron células que pudieran tener un potencial similar de regeneración en la médula espinal.

Trabajando con un modelo de ratón de lesión de la médula espinal, los investigadores buscaron en la médula espinal lesionada de los animales un marcador que normalmente se encuentra en neuronas inmaduras. Este marcador no solo estaba presente en la médula espinal después de la lesión, dice Zhang, sino que él y su equipo rastrearon las células que lo producen: células no neuronales llamadas glía NG2.

La glía NG2 actúa como progenitora de células llamadas oligodendrocitos, que producen la capa de grasa aislante que rodea a las neuronas. También son bien conocidos por formar cicatrices gliales después de una lesión. El equipo de Zhang demostró que cuando se lesionó la médula espinal, estas glías adoptaron transitoriamente marcadores moleculares y morfológicos de neuronas inmaduras.

Para determinar qué causa el cambio de la glía NG2, los investigadores se centraron en SOX2, una proteína de células madre inducida por una lesión. Manipularon genéticamente estas células para inactivar el gen que produce esta proteína. Cuando se cortaron las médulas espinales de los ratones que habían sido manipulados, los investigadores vieron muchas menos neuronas inmaduras en los días posteriores a la lesión, lo que sugiere que SOX2 juega un papel clave para ayudar a la glía NG2 a producir estas células. Sin embargo, incluso con niveles normales de SOX2, estas neuronas inmaduras nunca maduraron para reemplazar a los afectados por la lesión.

Tomando un rumbo opuesto, Zhang y sus colegas utilizaron una técnica de manipulación genética diferente para hacer que la glía de NG2 produzca en exceso SOX2. Curiosamente, en las semanas posteriores a la lesión de la médula espinal, los ratones con esta manipulación produjeron decenas de miles de nuevas neuronas maduras. Investigaciones posteriores mostraron que estas neuronas se integraron en el área lesionada, haciendo las nuevas conexiones con neuronas existentes que son necesarias para transmitir señales entre el cerebro y el cuerpo.

Aún más prometedor, resalta Zhang, es que esta ingeniería genética condujo a mejoras funcionales después de una lesión de la médula espinal. Los animales diseñados para producir en exceso SOX2 en su glía NG2 se desempeñaron notablemente mejor en habilidades motoras semanas después de la lesión de la médula espinal en comparación con aquellos que produjeron cantidades normales de SOX2. Las razones de este rendimiento mejorado parecen ser múltiples. Estos animales no solo tenían nuevas neuronas que parecían reemplazar a los dañados durante la lesión, explica Zhang, sino que también tenían mucho menos tejido cicatricial en el sitio de la lesión que podría dificultar la recuperación.

Zhang señala que los investigadores pueden descubrir formas seguras y efectivas de sobreproducir SOX2 en pacientes con lesiones de la médula espinal humana, ayudando a reparar sus lesiones con nuevas neuronas y reduciendo la formación de tejido cicatricial.

“El campo de la lesión de la médula espinal ha investigado exhaustivamente el intento de curar el daño con células madre que producen nuevas neuronas, pero lo que proponemos aquí es que es posible que no necesitemos trasplantar células del exterior –explica Zhang–. Al alentar a NG2 glia a producir más SOX2, el cuerpo puede producir sus propias neuronas nuevas, reconstruyéndose desde adentro”.

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