Lei-Lei Wang (izda.) y Chun-Li Zhang. Fuente: UT Southwestern.
Investigadores del UT Southwestern Medical Center (Texas, EE.UU.) han impulsado con éxito la regeneración de células nerviosas maduras de la médula espinal de mamíferos adultos, un logro que algún día podría traducirse en mejores terapias para los pacientes con lesiones de la médula espinal.
"Esta investigación sienta las bases para la medicina regenerativa para lesiones de la médula espinal. Hemos descubierto los puntos de control moleculares y celulares críticos en una vía involucrada en el proceso de regeneración, que puede ser manipulada para impulsar la regeneración de las células nerviosas después de una lesión de la médula", dice el autor principal, Chun-Li Zhang, profesor de biología molecular, en la nota de UT Southwestern.
Zhang advierte de que esta investigación en ratones, publicada por Cell Reports, se encuentra todavía en fase de experimentación temprana y no está lista para usarse en humanos.
"Las lesiones de la médula espinal pueden ser fatales o causar discapacidad grave. Muchos supervivientes presentan parálisis, pérdida de calidad de vida, y enormes cargas financieras y emocionales", dice la autora principal, Lei-Lei Wang, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Zhang cuya serie de análisis in vivo (en animales vivos) llevaron al descubrimiento.
Las lesiones de la médula espinal pueden dar lugar a daños irreversibles de la red neuronal que, en última instancia, pueden poner en peligro las funciones motoras y sensoriales. Estos resultados surgen debido a que las médulas espinales adultas tienen una capacidad muy limitada para regenerar neuronas dañadas, dice Zhang.
El laboratorio de Zhang se centra en las células gliales, el tipo no neuronal más abundante de células del sistema nervioso central. Las células gliales apoyan a las células nerviosas en la médula y forman tejido cicatricial espinal en respuesta a una lesión. En 2013 y 2014, el laboratorio de Zhang creó nuevas células nerviosas en el cerebro y la médula espinal de ratones mediante la introducción de factores de transcripción que promovieron la transición de las células gliales adultas a estados más primitivos, similares a los de las células madre, y luego consiguió que maduraran y se convirtieran en células nerviosas adultas.
El número de nuevas células nerviosas de la columna generadas por este proceso fue bajo, pero llevó a los investigadores a centrarse en maneras de amplificar la producción de neuronas adultas.
"Esta investigación sienta las bases para la medicina regenerativa para lesiones de la médula espinal. Hemos descubierto los puntos de control moleculares y celulares críticos en una vía involucrada en el proceso de regeneración, que puede ser manipulada para impulsar la regeneración de las células nerviosas después de una lesión de la médula", dice el autor principal, Chun-Li Zhang, profesor de biología molecular, en la nota de UT Southwestern.
Zhang advierte de que esta investigación en ratones, publicada por Cell Reports, se encuentra todavía en fase de experimentación temprana y no está lista para usarse en humanos.
"Las lesiones de la médula espinal pueden ser fatales o causar discapacidad grave. Muchos supervivientes presentan parálisis, pérdida de calidad de vida, y enormes cargas financieras y emocionales", dice la autora principal, Lei-Lei Wang, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Zhang cuya serie de análisis in vivo (en animales vivos) llevaron al descubrimiento.
Las lesiones de la médula espinal pueden dar lugar a daños irreversibles de la red neuronal que, en última instancia, pueden poner en peligro las funciones motoras y sensoriales. Estos resultados surgen debido a que las médulas espinales adultas tienen una capacidad muy limitada para regenerar neuronas dañadas, dice Zhang.
El laboratorio de Zhang se centra en las células gliales, el tipo no neuronal más abundante de células del sistema nervioso central. Las células gliales apoyan a las células nerviosas en la médula y forman tejido cicatricial espinal en respuesta a una lesión. En 2013 y 2014, el laboratorio de Zhang creó nuevas células nerviosas en el cerebro y la médula espinal de ratones mediante la introducción de factores de transcripción que promovieron la transición de las células gliales adultas a estados más primitivos, similares a los de las células madre, y luego consiguió que maduraran y se convirtieran en células nerviosas adultas.
El número de nuevas células nerviosas de la columna generadas por este proceso fue bajo, pero llevó a los investigadores a centrarse en maneras de amplificar la producción de neuronas adultas.
Imagen: Alexas_Fotos. Fuente: Pixabay.
Cáncer
En un proceso de dos etapas, los investigadores silenciaron primero partes de la vía de la proteína p53-p21, que actúa como un obstáculo para la reprogramación de las células gliales en las células primitivas, con potencial de convertirse en células nerviosas. A pesar de que se eliminó el bloqueo con éxito, muchas células no pudieron avanzar más allá de la etapa de células tipo-células madre.
En el segundo paso, se buscó en los ratones factores que pudieran aumentar el número de células primitivas que maduraran hacia neuronas adultas. Se identificaron dos factores de crecimiento -BDNF y Noggin- que llevan a cabo este objetivo, dice Zhang. Usando este enfoque, los investigadores multiplicaron el número de nuevas neuronas maduras por diez.
"Silenciar la vía p53-p21 dio origen a células progenitoras (similares a las células madre), pero sólo unas pocos maduraron. Cuando se añadieron los dos factores de crecimiento, maduraron decenas de miles de progenitoras", dice Zhang.
Otros experimentos en los que buscaron marcadores biológicos que se encuentran comúnmente en la comunicación de las células nerviosas indicaron que las nuevas neuronas pueden formar redes, agrega.
"Debido a que se piensa que la activación de p53 protege a las células de una proliferación incontrolada, como en el cáncer, hicimos un seguimiento de ratones que mostraron una inactivación temporal de la vía p53 durante 15 meses sin observar ningún aumento del riesgo de cáncer en la médula espinal", dice.
"Nuestra capacidad para producir con éxito una gran población de neuronas nuevas y de diversos subtipos en la médula espinal adulta proporciona una base celular para una terapia basada en la regeneración de las lesiones de la médula espinal. Si se confirma en estudios futuros, esta estrategia podría allanar el camino para el uso de las propias células gliales del paciente, evitando de este modo los trasplantes y la necesidad de terapia inmunosupresora", dice Zhang. En el estudio han participado también científicos de China y de la Universidad de Indiana (EE.UU.).
En un proceso de dos etapas, los investigadores silenciaron primero partes de la vía de la proteína p53-p21, que actúa como un obstáculo para la reprogramación de las células gliales en las células primitivas, con potencial de convertirse en células nerviosas. A pesar de que se eliminó el bloqueo con éxito, muchas células no pudieron avanzar más allá de la etapa de células tipo-células madre.
En el segundo paso, se buscó en los ratones factores que pudieran aumentar el número de células primitivas que maduraran hacia neuronas adultas. Se identificaron dos factores de crecimiento -BDNF y Noggin- que llevan a cabo este objetivo, dice Zhang. Usando este enfoque, los investigadores multiplicaron el número de nuevas neuronas maduras por diez.
"Silenciar la vía p53-p21 dio origen a células progenitoras (similares a las células madre), pero sólo unas pocos maduraron. Cuando se añadieron los dos factores de crecimiento, maduraron decenas de miles de progenitoras", dice Zhang.
Otros experimentos en los que buscaron marcadores biológicos que se encuentran comúnmente en la comunicación de las células nerviosas indicaron que las nuevas neuronas pueden formar redes, agrega.
"Debido a que se piensa que la activación de p53 protege a las células de una proliferación incontrolada, como en el cáncer, hicimos un seguimiento de ratones que mostraron una inactivación temporal de la vía p53 durante 15 meses sin observar ningún aumento del riesgo de cáncer en la médula espinal", dice.
"Nuestra capacidad para producir con éxito una gran población de neuronas nuevas y de diversos subtipos en la médula espinal adulta proporciona una base celular para una terapia basada en la regeneración de las lesiones de la médula espinal. Si se confirma en estudios futuros, esta estrategia podría allanar el camino para el uso de las propias células gliales del paciente, evitando de este modo los trasplantes y la necesidad de terapia inmunosupresora", dice Zhang. En el estudio han participado también científicos de China y de la Universidad de Indiana (EE.UU.).
Referencia bibliográfica:
Lei-Lei Wang, Zhida Su, Wenjiao Tai, Yuhua Zou, Xiao-Ming Xu, Chun-Li Zhang: The p53 Pathway Controls SOX2-Mediated Reprogramming in the Adult Mouse Spinal Cord. Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.celrep.2016.09.038.
Lei-Lei Wang, Zhida Su, Wenjiao Tai, Yuhua Zou, Xiao-Ming Xu, Chun-Li Zhang: The p53 Pathway Controls SOX2-Mediated Reprogramming in the Adult Mouse Spinal Cord. Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.celrep.2016.09.038.