Reparación de la médula espinal cortada

Con su ejército de células y una miríada de anticuerpos, nuestro sistema inmunológico está bien diseñado para repeler los ataques de bacterias, virus y otros microbios dañinos. Pero también puede ser la clave de un misterio de larga data: cómo tratar las lesiones de la médula espinal que cada año dejan a miles de personas paralizadas. Un ejemplo bien conocido es el desafortunado resultado de la caída del actor Christopher Reeve de un caballo.

La esperanza de nuevos tratamientos proviene de investigaciones recientes sobre células inmunes a los macrófagos que se encuentran entre las primeras en llegar a la escena cuando el cuerpo sufre una herida o infección. Atraídos por sustancias químicas liberadas en el área dañada, los macrófagos se apresuran a los sitios de inflamación y actúan como aspiradoras celulares, ingiriendo microorganismos invasores, células muertas o moribundas y cualquier otro residuo.

Esta historia fue parte de nuestro número de mayo de 1997

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Este trabajo de limpieza es esencial porque permite que el cuerpo repare una herida de manera eficiente. Si piensa que el sitio de una herida es un bache en la calle, el trabajo de los macrófagos es eliminar cualquier trozo de pavimento desmoronado antes de que se llene el agujero.

Sin embargo, la evidencia creciente sugiere que el sistema nervioso central humano, el cerebro y la médula espinal, se niega a sí mismo el toque curativo de estas células inmunes. Si bien los macrófagos normalmente no existen en el sistema nervioso central, aparentemente deberían poder migrar allí cuando los productos químicos inflamatorios los llaman. Sin embargo, hace varios años, los investigadores comenzaron a demostrar que pocos macrófagos responden a lesiones cerebrales o de la médula espinal.

Siguiendo esa pista, un equipo de investigación dirigido por Michal Schwartz del Instituto de Ciencias Weizmann de Israel descubrió recientemente que el sistema nervioso central de los mamíferos secreta una molécula que inhibe el reclutamiento y la actividad de los macrófagos. Según Schwartz, la molécula, que los investigadores aún tienen que nombrar, también restringe las células microglia en el cerebro que parecen monitorear de cerca la salud de las neuronas y transformarse en macrófagos en respuesta a ciertos estímulos.

¿Por qué nuestro sistema nervioso central poseería los medios para inhibir el sistema inmunológico normalmente útil? Schwartz especula que ejercer control sobre los macrófagos es vital para que el cerebro de los mamíferos evite la destrucción inadvertida de sus intrincados circuitos neuronales. Ella señala que los macrófagos comen indiscriminadamente, a veces devoran células sanas en el sitio de una herida con la misma facilidad que las bacterias y las células muertas. En la mayoría de los tejidos, esa es una compensación razonable para garantizar que una herida se limpia adecuadamente. En el cerebro y la médula espinal, sin embargo, cualquier pérdida de células puede ser desastrosa. Por eso, Schwartz cree que el sistema nervioso central eliminó el riesgo de que los macrófagos pudieran dañarlo por error al desarrollar agentes que inhiben las células. Es un beneficio para el cerebro sano, dice, pero es un inconveniente cuando hay una lesión.

Schwartz sostiene que la supresión de estas células inmunes subyace a la incapacidad bien documentada de la médula espinal humana para repararse a sí misma. En una lesión de la médula espinal, una persona permanece paralizada porque los axones de la médula, los cables largos que unen una célula nerviosa a otra, no se regeneran cuando se aplastan o se cortan. Las células nerviosas dañadas envían nuevas extensiones, pero el crecimiento de estos axones incipientes se detiene rápidamente.

Por qué los axones de la médula espinal en humanos no se regeneran por completo, mientras que los axones en brazos y piernas y en otras partes de nuestro sistema nervioso periférico lo hacen con relativa facilidad, ha sido un misterio frustrante durante mucho tiempo. Durante décadas, los científicos simplemente pensaron que la médula espinal de los mamíferos no tenía la capacidad de reparar axones. Recientemente ha surgido un consenso de que los axones en el sistema nervioso central pueden regenerarse, pero que las sustancias en su entorno frustran activamente su completo recrecimiento. Por ejemplo, además de la molécula inhibidora de macrófagos de Schwartz, el sistema nervioso central contiene un tipo de mielina, el aislamiento graso que rodea a los axones, que incluye al menos una proteína que detiene directamente la regeneración de un axón. Curiosamente, la mielina del sistema nervioso periférico no contiene esta proteína.

Schwartz sostiene que los macrófagos son necesarios para limpiar de manera eficiente la mielina suelta, que alberga la proteína inhibidora de axones, y otros materiales que invaden el sitio de una lesión de la médula espinal. En experimentos recientes con ratas, el grupo de Schwartz probó los poderes terapéuticos de los macrófagos en los nervios ópticos cortados, los gruesos haces de axones que transmiten información entre la retina del ojo y el cerebro. Los investigadores trabajan con los nervios ópticos porque coinciden con la médula espinal en su incapacidad para regenerar axones después de una lesión y pueden ser monitoreados más fácilmente. El otoño pasado, el grupo de Schwartz informó que los macrófagos colocados en el sitio del nervio óptico cortado de una rata estimularon el crecimiento de nuevos axones a través de la lesión.

El desafío era hacer que los macrófagos, que normalmente existen en un estado inactivo, entraran en su modo de aspiradora de cicatrización de heridas. Los investigadores encontraron que cuando las células inmunes se cultivaron por primera vez en el laboratorio con tejido del sistema nervioso central de las ratas, los trasplantes de macrófagos fracasaron, presumiblemente porque la molécula inmunosupresora descubierta por el grupo de Schwartz impidió la activación de las células. Pero cuando se cultivaron macrófagos con segmentos de nervios periféricos, los trasplantes de células estimularon la regeneración de los axones.

Los científicos que han realizado experimentos similares en la médula espinal aplastada de ratas también han obtenido resultados alentadores. Tomamos macrófagos activados, los colocamos en la médula espinal lesionada y encontramos una regeneración mejorada, dice Wolfgang Streit, neurocientífico del Instituto del Cerebro de la Universidad de Florida. Streit propone que los macrófagos, además de sus funciones de limpieza, pueden preparar caminos para el crecimiento de axones al depositar componentes de la matriz extracelular, una malla de proteínas y otras moléculas que llenan el espacio entre las células.

Aunque los primeros hallazgos han sido tentadores, el uso de trasplantes de macrófagos para tratar las lesiones de la médula espinal es una estrategia que todavía está en su infancia. El siguiente paso crítico es demostrar que los axones de la médula espinal que se regeneran después de la terapia con macrófagos pueden restaurar la función de las extremidades paralizadas. Tanto Streit como Schwartz ya están realizando estudios en animales para explorar esa cuestión.

Aunque tal evidencia aún no está disponible, los investigadores son optimistas de que la terapia de trasplante de macrófagos se convertirá en parte del arsenal que usan los médicos para tratar las espinas dañadas. La pregunta ya no es si los axones de la médula espinal pueden regenerarse, dice Wise Young, investigador de lesiones de la médula espinal en la Universidad de Nueva York, sino cómo podemos hacer que vuelvan a crecer de manera mucho más eficiente.

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