Una investigación que ha sido llevada a cabo por Guillermina López Bendito en el Instituto de Neurociencias, centro mixto de excelencia de la UMH y el CSIC, ha demostrado por primera vez que es posible obtener neuronas específicas de una región cerebral determinada a partir de astrocitos, un tipo de células del sistema nervioso que realizan funciones muy importantes para el funcionamiento del cerebro. Estas células han sido reprogramadas utilizando un virus para hacerle llegar a su destino en el cerebro de los ratones. Además, la investigación ha descubierto que las células expresan genes propios de sus neuronas «hermanas» en cada región cerebral concreta, lo que hace 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, otras células nerviosas. Esto es importante porque abre la posibilidad a recuperar en el futuro circuitos neuronales perdidos en ciegos o sordos congénitos», explica López Bendito.
El proyecto ha sido financiado por la Generalitat Valenciana con 400.000 euros y es la semilla para una nueva investigación que impulsa la Fundación La Caixa con medio millón de euros. Este trabajo busca restaurar los sentidos perdidos en etapas tempranas de la vida y sus avances han sido publicados en la prestigiosa revista científica Science Advances. La recuperación de los sentidos es posible gracias al tálamo, una estructura cerebral que actúa como simulador del mundo exterior y que antes del nacimiento ya empieza la puesta a punto de sentidos como el tacto o la vista, algo que ha sido demostrado por el laboratorio de López Bendito en trabajos anteriores.
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 se produce una pérdida en la captación de los estímulos sensoriales, parte de las neuronas y de los circuitos de estas dos regiones se pierden o se reducen considerablemente. Los astrocitos, células nerviosas con forma de estrella, podrían ser cruciales para restaurar estos circuitos que se han perdido.
El descubrimiento del laboratorio de López Bendito añade otra prueba del importante papel de estas células, capaces de transformarse en neuronas al ser inducidos, con el potencial regenerativo que ello supone. Otro hallazgo de este trabajo es que las células que se generan en una zona concreta del cerebro comparten una firma molecular. Ello es lo que confiere a las células la capacidad de convertirse en neuronas en determinadas condiciones.
Aplicar la estrategia en animales con ceguera congénita o glaucoma
Álvaro Herrero, uno de los autores, explica los avances y los próximos pasos del proyecto
Uno de los integrantes del equipo de Guillermina López Bendito en el Instituto de Neurociencias de la UMH y el CSIC, Álvaro Herrero, que ejerce como primer autor del trabajo, explica los avances: «En este estudio hemos desarrollado una estrategia única que permite convertir astrocitos de distintas regiones del cerebro en neuronas con las propiedades específicas de cada región o circuito neuronal utilizando un mismo vector viral. Además, hemos descubierto que esto es gracias a que los astrocitos y las neuronas, pese a ser tipos celulares diferentes, comparten la expresión de una serie de genes que les hace específicos de una región cerebral».
Este hallazgo es importante puesto que cuando se produce un daño cerebral, las neuronas de la zona afectada mueren y no tienen capacidad para regenerarse, dando lugar a una pérdida de la función cerebral asociada a dichas neuronas. Sin embargo, los astrocitos de esa zona no se pierden, y pueden ser convertidos en neuronas que sustituyan a las que se han perdido.
En cuanto a los próximos pasos que se van a dar en este proyecto, Herrero apunta: «Actualmente estamos trabajando en aplicar esta estrategia en modelos animales de ceguera congénita o glaucoma, en los que los circuitos visuales del cerebro se ven también afectados por la pérdida de la función visual, dificultando una recuperación completa de la visión. En los próximos años esperamos, por un lado, optimizar al máximo la reprogramación de astrocitos en neuronas in vivo en estos animales ciegos y, por otro, estudiar la funcionalidad y la correcta integración de las nuevas neuronas que generamos en los circuitos cerebrales relacionados con la vista».
