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Las células madre deshacen los defectos de nacimiento
Al inyectar células madre directamente en el cerebro, los científicos han revertido con éxito los defectos de nacimiento neuronales en ratones cuyas madres recibieron heroína durante el embarazo. Aunque la mayoría de las células trasplantadas no sobrevivieron, indujeron a las propias células del cerebro a realizar reparaciones extensivas.
Reparación de daños: Se han trasplantado células madre neurales, marcadas en verde con un tinte fluorescente, entre las células cerebrales (rojo) de un ratón que nació con daño cerebral después de que su madre recibió heroína durante el embarazo. Los trasplantes como este parecían revertir eficazmente los defectos celulares, bioquímicos y de comportamiento que sufrían los ratones dañados por heroína.
Las células madre trasplantadas se han mostrado prometedoras para revertir el daño cerebral causado por los accidentes cerebrovasculares, así como por enfermedades neurológicas como el Parkinson, el Alzheimer y el Huntington. Pero su uso para tratar defectos de nacimiento es relativamente nuevo. En los últimos años, un puñado de equipos de investigación ha estado desarrollando terapias basadas en células madre para roedores con defectos de nacimiento reales o simulados en el cerebro.
Joseph Yanai , director del Laboratorio Ross de Estudios sobre Defectos Congénitos Neurales en el Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea-Hadassah , en Jerusalén, dice que las terapias con células madre son ideales para tratar defectos de nacimiento donde el mecanismo del daño es multifacético y poco conocido. Si usa células madre neurales, dice Yanai, son sus pequeños médicos. Están buscando el defecto, lo están diagnosticando y diferenciando lo que se necesita para reparar el defecto. Están haciendo mi trabajo, de alguna manera.
Yanai y sus colegas comenzaron con ratones que habían estado expuestos a heroína en el útero. Estos ratones sufren deficiencias de aprendizaje; cuando se colocan en un tanque de agua turbia, por ejemplo, tardan más que los ratones normales en encontrar el camino de regreso a una plataforma sumergida. Y en su hipocampo, un área del cerebro asociada con la memoria y la navegación, se interrumpen las vías bioquímicas críticas y se producen menos células nuevas.
Todos esos problemas se resuelven rápidamente cuando los investigadores inyectan células madre neurales derivadas de ratones embrionarios en los cerebros de los animales expuestos a la heroína. Al nadar, los ratones tratados alcanzaron a sus contrapartes normales y desaparecieron sus déficits celulares y bioquímicos. Yanai anunció estos hallazgos en 2007 y 2008 .
Resultados tan dramáticos fueron sorprendentes, considerando que solo una fracción del por ciento de las células madre trasplantadas sobrevivieron dentro de los cerebros de los ratones. Pero son consistentes con un consenso emergente de cómo las células madre adultas realizan sus muchas funciones a través de los llamados efectos espectadores o acompañantes. Más allá de simplemente generar reemplazos para las células dañadas, las células madre parecen producir señales que estimulan a otras células a realizar el mantenimiento normal de los órganos e iniciar el control de daños.
El efecto chaperón es un aspecto importante de la biología de las células madre que simplemente no ha sido reconocido, dice Evan Snyder , quien dirige el Centro de Investigación de Células Madre en el Instituto Burnham de Investigación Médica, en California, y cuyo grupo de investigación acuñó el término en 2002. En realidad, esa puede ser la fruta más fácil en el campo de las células madre. Aprovechando esto, y no el aspecto de reemplazo de células que siempre pensamos que sería la clave de la biología de células madre en la medicina regenerativa.
Cesar Borlongan, profesor y vicepresidente de investigación del departamento de neurocirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad del Sur de Florida , utiliza un modelo diferente para explorar el uso del tratamiento con células madre para bebés con daño cerebral. Al restringir deliberadamente el flujo de sangre y oxígeno al cerebro de ratas recién nacidas, él y sus colegas simulan los efectos de un accidente cerebrovascular infantil, un evento devastador que causa una lesión cerebral intratable en humanos recién nacidos.
Al igual que Yanai, Borlongan descubrió que la inyección de células madre en los cerebros de las ratas comprometidas revirtió algunos de los déficits de comportamiento observados antes del tratamiento. Por ejemplo, las ratas tratadas podrían mantener el equilibrio durante períodos de tiempo más prolongados sobre una varilla giratoria.
Para acercar este tipo de terapia a las pruebas clínicas en humanos, Borlongan ha experimentado con la administración de células madre por vía intravenosa. El pasado mes de julio, en la versión online del Revista de flujo sanguíneo cerebral y metabolismo , él y sus colegas anunciaron que las células madre trasplantadas producían el mismo resultado en ratas, independientemente de si se administraban por vía intravenosa o se inyectaban directamente en el cerebro.
Yanai ha tenido un éxito similar con la administración intravenosa en su modelo de exposición a la heroína, que planea anunciar en la reunión anual de este año del Sociedad Internacional para la Investigación con Células Madre , en Barcelona.
Las células madre inyectadas pueden migrar del torrente sanguíneo al cerebro por dos razones, dice Borlongan. Primero, el cerebro lesionado envía señales químicas que reclutan las células. Y en segundo lugar, el daño cerebral puede comprometer la barrera hematoencefálica, que normalmente regula qué sustancias pueden cruzar el umbral hacia el cerebro.
Sin embargo, no todo el mundo está entusiasmado con el abordaje intravenoso. Darwin Prockop , director de la Instituto de Medicina Regenerativa en la Facultad de Medicina del Centro de Ciencias de la Salud de Texas A&M, advierte que las células inyectadas pueden alojarse en otros órganos, particularmente en los pulmones, causando efectos secundarios no deseados e incluso mortales. Y según Evan Snyder, puede que no sea necesario pasar por el torrente sanguíneo; su grupo no ha visto ningún riesgo importante asociado con la inyección cerebral directa, una ruta que él considera clínicamente factible en humanos.
Pero todas estas terapias implican la introducción de células extrañas en el cuerpo y, por lo tanto, corren el riesgo de provocar una respuesta inmunitaria potencialmente peligrosa. En la mayoría de los estudios hasta la fecha, a los roedores tratados se les administran potentes inmunosupresores. Yanai actualmente está explorando tratamientos personalizados para eludir este problema: las células se extraen del animal que se va a tratar, se las induce a regresar a un estado similar al de las células madre y luego se trasplantan. Debido a que se originan en el animal tratado, las células son reconocidas como propias y el sistema inmunológico las ignora.
Recientemente, Borlongan ha descubierto que los inmunosupresores son innecesarios en el modelo de infarto cerebral. Debido a que trata a los roedores a una edad muy temprana, sus sistemas inmunológicos aún inmaduros parecen relativamente imperturbables por las células madre trasplantadas. Borlongan señala que una respuesta inmune de bajo nivel en realidad puede ser útil: al reducir la cantidad de células que sobreviven a largo plazo, puede reducir la posibilidad de que las células inyectadas se reproduzcan incontrolablemente y formen tumores.
No obstante, según Prockop, el riesgo de tumores es una preocupación seria con cualquier terapia basada en células madre. Y aunque es optimista sobre el futuro de las terapias celulares para el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades, insta a la precaución y la conciencia al considerar los defectos de nacimiento graves. El gran peligro es que se puede tomar a un niño que puede estar condenado a morir en unos pocos años y convertirlo en un inválido de por vida que necesita cuidados de enfermería continuos, dice. De modo que las perspectivas, si las piensa detenidamente, son extremadamente preocupantes. Si no obtiene una cura completa, es posible que esté causando más daño que bien.