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Investigadores descubren nueva fuente de células troncales neurales en el cerebro adulto

Investigadores descubren nueva fuente de células troncales neurales en el cerebro adulto

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Investigadores encuentran una fuente inesperada de células troncales en el cerebro del ser humano adulto. Han demostrado por primera vez que los astrocitos humanos células cerebrales que se pensaba tenían un papel secundario dado que proporcionan un ambiente de apoyo y nutrición para las neuronas pueden funcionar, en realidad, como células troncales. Los astrocitos pueden formar células troncales nuevas y son capaces de generar los tres tipos de células cerebrales maduras.

Unos investigadores han encontrado una fuente inesperada de células troncales en el cerebro del ser humano adulto. Han demostrado por primera vez que los astrocitos humanos -células cerebrales que se pensaba tenían un papel secundario dado que proporcionan un ambiente de apoyo y nutrición para las neuronas- pueden funcionar, en realidad, como células troncales. Los astrocitos pueden formar células troncales nuevas y son capaces de generar los tres tipos de células cerebrales maduras.

Pero estos astrocitos son diferentes: Forman una nueva estructura de tipo cinta en el ventrículo lateral del cerebro. Células troncales de áreas comparables del cerebro de roedores siguen una vía distinta que va desde el lugar de origen hasta el bulbo olfativo (región cerebral que procesa los olores), donde crean nuevas neuronas.

El trabajo, conducido por el ex estudiante de medicina becario del HHMI, Nader Sanai, y Arturo Alvarez-Buylla, Profesor Heather y Melanie Muss de Cirugía Neurológica de la Universidad de California, en San Francisco, abre la posibilidad de que tales células troncales algún día puedan ser aprovechadas para regenerar áreas dañadas en el sistema nervioso central. Los científicos publicaron sus resultados en el número del 19 de febrero de 2004, de la revista Nature.

“Hemos encontrado una estructura en el cerebro humano que representa una diferencia significativa con respecto a otras especies”, dijo Sanai. “Las diferencias que vemos sugieren que esta región del cerebro humano no hace necesariamente las mismas cosas que sus contrapartes en primates y roedores. Ésta es una población celular que tiene el potencial de regenerar partes del cerebro, aunque no está claro qué regiones podrían ser. Las neuronas generadas en esta área pueden emigrar a otras áreas del cerebro y potencialmente regenerarlas”.

Hay millones de dólares invertidos en modelos animales de células troncales, dijo, y los descubrimientos del equipo podrían poner en tela de juicio la fidelidad de aquellos modelos que predicen el cerebro humano.

Alvarez-Buylla había caracterizado previamente las células troncales nerviosas en la zona subventricular del cerebro del roedor adulto, demostrando que las neuronas recién nacidas emigran al bulbo olfativo. Otros estudios habían demostrado que las células cerebrales humanas crecidas en el laboratorio podrían formar colonias de células troncales.

Los investigadores deseaban ver si una organización similar de células troncales existía en el cerebro del ser humano adulto. Esperaban encontrar una población de células troncales humanas que revistiera los ventrículos laterales del cerebro humano, que estuviera organizada de forma semejante a la de los roedores y que generara neuronas cuyo destino fuera el bulbo olfativo humano.

Estudiaron el tejido cerebral de los ventrículos laterales -dos cavidades cerebroespinales del centro del cerebro que están llenas de fluido- obtenido de pacientes quirúrgicos o de muestras patológicas obtenidas después de autopsias. Primero, los investigadores tiñeron el tejido para localizar a los astrocitos, e inmediatamente vieron la cinta de astrocitos que revestía las paredes del ventrículo. Luego, determinaron que las células del interior de la cinta se estaban dividiendo, sugiriendo que eran parte de una región de células troncales proliferativas.

Seguidamente, los científicos decidieron buscar las células troncales. Tomaron secciones representativas del tejido del revestimiento de los ventrículos laterales, y encontraron que estos especímenes podían generar en una placa de cultivo neuroesferas. Las neuroesferas contienen todos los precursores para los principales tipos celulares del sistema nervioso central que producen las células troncales: neuronas, astrocitos y oligodendrocitos. Se los obtuvo a partir de una célula troncal que se colocó en una placa de cultivo con varios factores de crecimiento.

Para asegurarse, luego aislaron astrocitos humanos individuales y pusieron a cada uno en una placa de cultivo con factores de crecimiento, demostrando que también podían formar neuroesferas.

Ésta fue la primera vez que se demostró que un único astrocito humano puede funcionar como célula troncal. Alvarez-Buylla, Sanai y sus compañeros de trabajo, entonces, encontraron que astrocitos individuales del ventrículo lateral podían generar neuronas sin la adición de factores de crecimiento -evidencia directa de que un solo astrocito puede generar una neurona-.

Los resultados son provocativos porque tradicionalmente se ha considerado que los astrocitos son simples células ayudantes, dijo Sanai.

“Esto habla de la plasticidad del cerebro humano”, dijo. “Ciertos tipos de células podrían tener un potencial oculto”. Estos subtipos de astrocitos no parecen ser diferentes de otros tipos de astrocitos, sugiriendo que “es posible que otros astrocitos que se encuentren en otras regiones del cuerpo tengan el mismo potencial”.

Otro trabajo de científicos del Instituto Salk, en La Jolla, ha demostrado que las neuronas se generan en el hipocampo del ser humano adulto, dijo el investigador del HHMI, Sean Morrison , quien se encuentra en la Universidad de Michigan. Como consecuencia, dijo, por lo menos existe la posibilidad de que células troncales de la zona subventricular humana “podrían perfectamente dar lugar a neuronas nuevas en el cerebro humano adulto, al menos en una baja proporción, y la proporción de neurogénesis realizada por estas células troncales podría aumentar en respuesta a una lesión”.

No obstante, el trabajo plantea más incógnitas de las que contesta. “Sabemos que las células se están dividiendo, sin embargo, nos deja el interrogante sobre lo que están haciendo estas células si no se dirigen al bulbo olfativo”, dijo Alvarez-Buylla. Ahora se proponen caracterizar mejor esta región del cerebro humano e investigar relaciones potenciales entre estas células troncales y los tumores cerebrales.