La neurobiología sueña con generar neuronas

Los neurocientíficos plantean la posibilidad de convertir las células más abundantes del sistema nervioso en neuronas gracias a los avances en medicina regenerativa.

El descubrimiento de las células madre plutipotentes inducidas, capaces de formar cualquier tipo de célula, ha supuesto una revolución. Los investigadores pueden convertir una célula epitelial en una neurona mediante reprogramación celular. Estos avances se expusieron el pasado mes de marzo en la conferencia “¿Es posible reparar el cerebro humano?” a cargo de Isabel Fariñas, catedrática en el Departamento de Biología Celular, Biología Funcional y Antropología Física de la Universitat de València.

Cartel de la conferencia “¿Es posible reparar el cerebro humano?
© ciudadartesyciencias. (05 de marzo de 2020). Conferencia «¿Es posible reparar el cerebro humano?«. [Archivo de vídeo]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=31oG1eCQNh4

Isabel Fariñas ilustró la complejidad del cerebro humano mediante una comparativa: el número de estrellas en la Vía Láctea y el número de neuronas contenidas en un órgano de tamaño limitado, ambas son del mismo orden de magnitud. El cerebro se revela como una inmensa red, ya que cada neurona establece 10.000 contactos, aunque, a su juicio: «Los neurocientíficos no comprendemos aún cómo funciona».

Presentación comparativa entre la Vía Láctea y el cerebro humano.
© ciudadartesyciencias. (05 de marzo de 2020). Conferencia «¿Es posible reparar el cerebro humano?». [Archivo de vídeo]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=31oG1eCQNh4

¿Qué sucede en el cerebro ante una enfermedad neurodegenerativa?

El cerebro concentra las células madre neurales en dos regiones diferenciadas y restringidas. En las enfermedades neurodegenerativas mueren muchas neuronas en distintas partes del cerebro. «En el Parkinson sabemos qué neuronas se mueren inicialmente, las neuronas dopaminérgicas», apuntó la catedrática. «La dopamina es una sustancia implicada en la regulación de los circuitos que determinan la coordinación de nuestros movimientos», aclaró al auditorio. Cuando un paciente muestra los primeros síntomas, el 80% de sus neuronas dopaminérgicas están muertas, por lo que la estrategia neuroprotectora resulta inútil y la estrategia farmacológica retrasa pero no detiene la enfermedad.

La investigadora describió cómo durante el desarrollo embrionario se observa una estructura formada por un total de doce células denominada masa celular interna (MCI) que dará lugar a todas las células del organismo. Las células de la MCI pueden producir cualquier tipo celular, es decir, son pluripotentes.

El científico japonés Shinya Yamanaka quiso averiguar qué las hacía pluripotenciales. Trabajó con cultivos de células epiteliales e introdujo una combinación de cuatro genes, actualmente llamado cóctel de Yamanaka, que convirtió a las células de la piel adultas en células similares a las embrionarias. Las denominó células madre pluripotentes inducidas, más conocidas como células iPS. ¿Qué significa todo esto? Se desmonta un dogma de la biología del desarrollo y el descubrimiento de Yamanaka permite que los científicos conviertan un tipo de célula en otro. Sus investigaciones le valieron el Nobel de Medicina en 2012.

Tal y como explica la experta, los neurobiólogos contemplan la posibilidad de una reprogramación directa de astrocito a neurona. Los astrocitos son las células mayoritarias en el cerebro, en una proporción 5:1 frente a las neuronas y no mueren en ninguna enfermedad neurodegenerativa que se conozca. «Se ha hecho en ratones mediante terapia génica», pero insiste Fariñas: «Es una vía futura».

Isabel Fariñas en un momento de la conferencia.
© ciudadartesyciencias. (05 de marzo de 2020). Conferencia «¿Es posible reparar el cerebro humano?». [Archivo de vídeo]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=31oG1eCQNh4

El cerebro adulto sigue produciendo neuronas

Según matizó la investigadora, «cuando un niño nace ya tiene el contingente de neuronas con el que va a vivir toda la vida». Esta fue durante décadas la idea predominante, se pensaba que «no había nuevas neuronas en cerebros post-natales», especificó Fariñas.  «Ahora sabemos que no es así», señaló. ¿Pero cómo se ha llegado hasta este hallazgo? La respuesta se encuentra en las aves.

Argentina, 1984. Se demuestra que es posible la adición de nuevas neuronas en un cerebro adulto. Los machos de las aves canoras cortejan a las hembras mediante el canto, se descubre que en determinadas áreas codificadas para dicha función «cada primavera bajo el efecto de la testosterona miles de neuronas morían y se generaban nuevas», ejemplificó Fariñas durante la ponencia. Y añadió que este proceso permitía al macho aprender una nueva canción distinta a la anterior: «Es como la canción del verano pero en pájaros», bromeó Fariñas.

Pero… ¿qué hay de los humanos?

El organismo está formado sobre todo por carbono, y nuestros átomos están en equilibrio con el carbono de la biosfera. El isótopo de carbono más abundante es el C12, pero existe un isótopo radiactivo en mucha menor proporción, el C14.

La historia reciente del siglo XX nos deja un aumento en los niveles, habitualmente bajos, de C14 en la atmósfera provocado por los múltiples ensayos de bombas nucleares en superficie que se realizaron durante la Guerra Fría, narró la experta.

Las células no distinguen entre C12 y C14 y los incorporan indistintamente en la construcción de estructuras como el ADN, siempre manteniendo el equilibrio con la biosfera. Un equipo de investigadores de Estocolmo dedujo que «si una neurona naciese en uno de estos años incorporaría en su ADN, antes del momento de nacer, la proporción del C14 que estaba ese año en la atmósfera», explicó Fariñas. Por lo tanto, se podía datar el nacimiento de una neurona, se demostró la neurogénesis adulta en humanos. «Todavía hay debate abierto», insistió Fariñas y aún existen interrogantes sin resolver en este campo.

Coloquio final. Lucía Coll Peinado

Los grandes logros y avances de la humanidad como especie son indicativos de una inteligencia extraordinaria y es la cooperación social de esas inteligencias la que permite dichos avances. «El cerebro sustenta nuestra parte emocional, no solo la parte de cognición e intelectualidad pragmática», recordó la conferenciante. Ante una enfermedad neurodegenerativa no solo se pierden neuronas y capacidades: «También perdemos nuestra propia identidad», apuntó Fariñas. «Todo lo que somos es nuestro cerebro», sentenció la catedrática.

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