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Tratamiento para el ictus

Células madre neurales.

The future of brain repair
A realist´s guide to stem cell therapy
Por Jack Price
The MIT Press, Cambridge MA., 2020

 

Pese a los espectaculares avances en neuroquímica, carecemos de tratamientos farmacológicos eficaces para los principales trastornos cerebrales causantes de enfermedades mentales, que, cuando no resultan incapacitantes, terminan siendo fatales. Cierto es que, por su propia complejidad estructural, funcional y de desarrollo, no es fácil la recuperación del cerebro, desprovisto como está de la capacidad de autorreparación (característica que sí poseen las células sanguíneas, por ejemplo). La ciencia ha puesto ahora su confianza en la terapia con células madre cerebrales. En el libro de cabecera, Jack Price, profesor de neurobiología del desarrollo del King´s College de Londres y jefe de la División de Terapias Avanzadas del Instituto Nacional sobre Parámetros y Control Biológicos, se manifiesta convencido del potencial de las terapias con células madre para tratar el ictus, el alzhéimer y el párkinson, entre otros trastornos cerebrales.

Ha sido un camino lento. A mediados de los noventa no existía una perspectiva real de que pudieran emplearse las células madre para tratar diabetes, cardiopatías, ictus y trastornos de parejo tenor y gravedad. Aunque se habían cosechado avances importantes en la enfermedad de Parkinson. Los científicos se afanaban en lograr que las células madre fabricaran nuevo tejido cerebral; es decir, en reproducir en el cerebro lesionado los procesos que ocurren durante el desarrollo normal. Pero la maduración del cerebro se produce en un conjunto de circunstancias muy especiales que se presentan solo en el feto, cuando el encéfalo se está gestando y es menos complejo. Pero en 1996, Jeffrey Grey inyectó células madre en animales con lesiones cerebrales. Aparecieron nuevas células cerebrales y, lo que revestía mayor interés, los animales habían experimentado una mejoría. Las células madre habían propiciado la recuperación de la lesión cerebral.

Hubo que romper con un prejuicio muy arraigado, con un dogma establecido, que se remontaba a Santiago Ramón y Cajal, que sostenía que, cuando el cerebro adulto perdía neuronas, no se generaban otras nuevas. Por consiguiente, parecían innecesarias las células madre neurales. Pero la investigación mostraba que sí surgían nuevas neuronas en cerebros adultos de mamífero y, por consiguiente, que poseían células madre neurales. La ratificación más sólida no vino, sin embargo, de los mamíferos, sino de las aves. Las primeras insinuaciones de la existencia de neuronas noveles en el cerebro adulto se avanzaron en 1965 con los trabajos de Joseph Altman y Gopal Das, del MIT. Pero la presencia quedó inequívocamente demostrada en 2001 por Michael Kaplan, de la Universidad de Tulane, quien estableció la identidad de las células sirviéndose de un microscopio electrónico que revelaba, entre otros detalles, que las células tenían sinapsis, prueba determinante de su identidad. Kaplan contó las nuevas células y calculó el número de neuronas granulares que habían incrementado su número.

Para conocer el alcance de la terapia de células madre, conviene no olvidar rudimentos de anatomía cerebral. El cerebro consta de una amplia diversidad de tipos celulares. La neurología los clasifica en dos grandes grupos: neuronas y células de la glía. Divide a las neuronas entre neuronas de proyección e interneuronas. Las neuronas de proyección ponen en conexión regiones cerebrales distintas. Pasan información entre regiones vecinas. En la corteza cerebral, las neuronas de proyección son neuronas piramidales, que extienden sus axones hacia otras regiones; unas, hacia la médula espinal, el cerebelo y otros núcleos cerebrales; a través de la línea media, otras se proyectan hacia el otro hemisferio; y otras se proyectan hacia áreas corticales de su propio hemisferio. Pero todas conducen la información desde un área particular de la corteza hacia otras regiones diana.

Las interneuronas son células nerviosas inhibidoras, confinadas en el interior de una región cerebral. Modulan y refinan la actividad neural antes de que pase de una región a otra. En la corteza cerebral, las neuronas no piramidales —neuronas inhibidoras— se presentan en muchas formas y tamaños; en cuanto inhibidoras, limitan y conforman la actividad de las neuronas piramidales y modulan la actividad cortical, y operan por completo en el interior de la corteza cerebral. Muy diversas, hay una veintena de clases de interneuronas en las estructuras corticales. Reciben denominaciones muy coloristas: neuronas en cesto, neuronas candelabro, neuronas doble bouquet, neuronas de Martinotti, etcétera. La información sensorial —visión, audición, tacto— es procesada por neuronas piramidales en concierto con la influencia moduladora de las interneuronas.

Podemos desdoblar también las células de la glía en macroglía y microglía. La macroglía comprende, a su vez, astrocitos y oligodendrocitos. Los astrocitos deben su nombre a su forma en estrella. Superan el número de neuronas en una proporción de 6 a 1. Prestan soporte a la actividad metabólica y eléctrica de las neuronas y desempeñan un papel crucial en la defensa celular. Ayudan a conformar la barrera hemoencefálica, valladar que protege al cerebro de patógenos transportados por la sangre. Nutren a las neuronas cuando estas desarrollan su actividad. Los oligodendrocitos generan mielina, el aislante protector que envuelve a los procesos neuronales y facilita la comunicación rápida y fiable entre neuronas. Por fin, forman la microglía macrófagos cerebrales, que reaccionan ante las lesiones y desempeñan una función principal en la modulación de la respuesta del cerebro.

A diferencia de la mayoría de los tejidos, que no llegan a la decena de tipos, el cerebro posee más que los que podemos calcular con fiabilidad. También el número, la precisión y la complejidad de interacciones entre células es mayor en el cerebro que en el resto de los tejidos. Cada región cerebral (la corteza, el hipocampo, el bulbo olfativo, entre otras muchas) presenta sus peculiaridades distintivas. Sin miedo a errar, podemos afirmar que toda célula piramidal de la corteza cerebral es única. Las células nerviosas tejen redes complejas, exclusivas, que, pese a su diversidad, comparten rasgos comunes. (Ello explica por qué, cuando se pierde tejido, por un ictus, por ejemplo, no se produce solo un efecto local, sino que el impacto resulta más profundo.)

Las células del cerebro consumen un nivel elevado de glucosa y oxígeno, nutrientes que son transportados por la sangre a todo el cuerpo. Aunque el cerebro representa el 2 por ciento del peso corporal, recibe en torno al 15 por ciento del flujo sanguíneo procedente del corazón y consume el 25 por ciento del suministro de oxígeno al cuerpo. El tejido cerebral descansa sobre el metabolismo de la glucosa y la pérdida de la aportación de sangre presenta consecuencias inmediatas. En la función cerebral normal, cada neurona funciona como un condensador y puede descargar energía. Existe diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula. Los potenciales de acción viajan a través de las fibras nerviosas. Esos impulsos constituyen el sistema de transferencia de información. El mantenimiento de esas diferencias de potencial a través de la membrana requiere la presencia de bombas que impulsen continuamente la carga dentro y fuera de la célula. Esas bombas se automantienen y consumen una importante cantidad de energía.

El cerebro no puede sustituir las células muertas, a diferencia de la sangre o del endotelio intestinal. Por una razón sencilla: la sangre y el endotelio poseen células madre. Las células madre forman parte del mecanismo que algunos tejidos han desarrollado en el curso de la evolución para mantener la estabilidad. El proceso se llama homeostasis de los tejidos, que suministra las células necesarias para que los tejidos en cuestión posean las células correctas en el lugar idóneo en el momento adecuado. Las células madre lo consiguen con dos propiedades clave: son multipotenciales, es decir, pueden generar el elenco de tipos celulares que construyen un tejido particular y se autorreplican. Dicho de otro modo, pueden generar más células de su misma naturaleza.

Hay dos tipos de células madre: adultas y pluripotenciales. Merecen destacarse tres tipos de células madre adultas: neurales, hematopoyéticas y mesenquimáticas. Las células madre neurales son células multipotenciales que generan neuronas y glía. Se hallan en algunos lugares del cerebro adulto, siendo el giro dentado el más importante de los humanos. Esas células adultas pueden cultivarse en preparaciones celulares, pero la mayoría de las células madre neurales que se destinan a terapia celular se han extraído de fetos humanos abortados. Las células madre hematopoyéticas residen en la médula ósea; generan todo tipo de célula sanguínea. Las células madre mesenquimáticas se observan en la médula ósea y en otros tejidos, como el adiposo y el tejido conectivo de la pulpa dental. Estas células mesenquimáticas generan componentes de tejido conectivo: hueso, cartílago y grasa.

El segundo tipo de célula madre son las células madre pluripotenciales. Pueden ser células madre embrionarias y células pluripotentes inducidas. Las células madre embrionarias derivan de la masa celular interna del embrión; son verdaderas células madre pluripotenciales y dan origen a todos los tipos celulares del cuerpo humano. Las células madre embrionarias pueden generar cualquier tipo celular, desde células cerebrales y retinianas hasta células hepáticas y del músculo cardíaco. Por su parte, las células madre pluripotentes inducidas pueden generarse a partir de cualquier célula adulta mediante reprogramación y usando diversos factores. Son funcionalmente equivalentes a las embrionarias y dan origen a cualquier tipo de célula.

La revolución de la medicina vendrá de la biotecnología. Hemos entrado en el futuro conducidos por dos raíles, el de la manipulación genómica y el de la reparación del cerebro. El primero nos afecta en cuanto especie; el segundo, en cuanto individuos. El reto principal en relación con el genoma estriba en mantener la integridad de nuestra constitución genética sin comprometer la herencia genética de nuestra prole y de los hijos de nuestros hijos. El reto con el segundo es reconstruir el tejido cerebral. Ambos habrán de converger.

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