Identificados los factores clave para la regeneración del tejido cerebral
Los investigadores demuestran en un modelo de pez cebra que dos proteínas evitan la formación de cicatrices en el cerebro, mejorando así la capacidad de regeneración del tejido
Mientras que las células se renuevan regularmente en la mayoría de los tejidos endógenos, el número de células nerviosas en el cerebro y la médula espinal humanos permanece constante. Aunque las células nerviosas pueden regenerarse en los cerebros de los mamíferos adultos, como ha demostrado anteriormente la profesora Magdalena Götz, científica de la LMU, las neuronas jóvenes de los pacientes con lesiones cerebrales son incapaces de integrarse en las redes neuronales existentes y sobrevivir, fuera de dos áreas específicas del cerebro. Esto parece deberse a las células gliales, que forman el tejido de soporte en el cerebro. La microglía, en particular, desencadena inflamaciones y da lugar a cicatrices que aíslan el lugar lesionado del cerebro sano, pero que a la larga impiden la adecuada incorporación de nuevas neuronas al circuito. Hasta ahora se desconocía cómo el organismo regula estos mecanismos.
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Ahora, un equipo dirigido por el biólogo celular de la LMU, el profesor Jovica Ninkovic, ha demostrado en Nature Neuroscience que reducir la reactividad de la microglía es crucial para prevenir las inflamaciones crónicas y las cicatrices tisulares y, por tanto, para mejorar la capacidad de regeneración.
Cómo se curan las lesiones del SNC en el pez cebra
A diferencia de los mamíferos, el sistema nervioso central (SNC) del pez cebra tiene un poder de regeneración excepcional. En caso de lesión, las células madre neurales generan neuronas de larga duración, entre otras respuestas. Además, las lesiones del SNC provocan una reactividad meramente transitoria de las células gliales en el pez cebra, lo que facilita la integración de las células nerviosas en las regiones lesionadas del tejido. "La idea era desentrañar las diferencias entre el pez cebra y los mamíferos para entender qué vías de señalización en el cerebro humano inhiben la regeneración y cómo podríamos intervenir", dice Ninkovic.
Los científicos infligieron deliberadamente lesiones en el SNC del pez cebra, provocando la activación de la microglía. Al mismo tiempo, los investigadores descubrieron una acumulación de gotas de lípidos y condensados de TDP-43 en las lesiones. Hasta la fecha, la proteína TDP-43 se ha asociado principalmente a las enfermedades neurodegenerativas.
La granulina también desempeñó un papel importante en el modelo del pez cebra. Esta proteína contribuyó a la eliminación de las gotas de lípidos y los condensados de TDP-43, con lo que la microglía pasó de su forma activada a la de reposo. El resultado fue la regeneración sin cicatrices de la lesión. El pez cebra con deficiencia de granulina inducida experimentalmente, por el contrario, mostró una pobre regeneración de la lesión, similar a la que vemos en los mamíferos. "Sospechamos, por tanto, que la granulina desempeña un papel importante en la regeneración de los nervios en el pez cebra", afirma Ninkovic.
De la investigación básica a la aplicación
Para profundizar en la comparación entre los seres humanos y el pez cebra, el equipo de Ninkovic investigó material procedente de pacientes que habían muerto por lesiones cerebrales. También en este caso se observó una correlación entre el grado de activación de la microglía y la acumulación de gotas de lípidos y condensados de TDP-43. Por tanto, las vías de señalización correspondientes en el tejido humano eran comparables a las del pez cebra.
El investigador de la LMU ve "potencial para nuevas aplicaciones terapéuticas en humanos". Como siguiente paso, tiene previsto investigar si los compuestos de bajo peso molecular conocidos son adecuados para inhibir las vías de señalización de la activación de la microglía, promoviendo así la curación de las lesiones neuronales. En esta fase preclínica se volverán a utilizar modelos de pez cebra.
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