El trasplante de células madre restaura la memoria y el aprendizaje en ratones

Las células madre embrionarias se cultivaron en el laboratorio y se usaron productos químicos que son conocidos para promover el desarrollo en las células nerviosas, un campo en el que Zhang es pionero desde hace 15 años. Los ratones fueron de una cepa especial que no rechaza los trasplantes procedentes de otras especies. Después del trasplante, los roedores obtuvieron una puntuación significativamente mejor en las pruebas comunes de aprendizaje y memoria en ratones, según se vio en el estudio, iniciado en modelos con daños deliberados en una parte del cerebro implicada en el aprendizaje y la memoria.

Por ejemplo, eran más hábiles en la prueba de laberinto de agua, en la que recordaron la ubicación de una plataforma escondida en una piscina. Tres medidas son fundamentales para el éxito, dice Zhang: la ubicación, el tiempo y la pureza. «El desarrollo de las células del cerebro obtiene sus señales a partir del tejido en que residen y la ubicación en el cerebro que elegimos a la que dirigimos estas células para formar GABA y neuronas colinérgicas», especificó.

La destrucción inicial fue en una zona llamada tabique medial, que conecta con el hipocampo por las neuronas GABA y los colinérgicos. «Este circuito es fundamental para nuestra capacidad de aprender y recordar», subrayó el principal investigador de este estudio. Sin embargo, las células trasplantadas se colocaron en el hipocampo, un centro de la memoria fundamental, en el otro extremo de los circuitos de memoria. Después de que las células transferidas se implantaran, en respuesta a las instrucciones químicas del cerebro, comenzaron a especializarse y conectarse con las células apropiadas en el hipocampo.

El proceso es similar a la eliminación de una sección de cable de teléfono, según Zhang. «Si usted puede encontrar la ruta correcta, puede conectar la sustitución de cualquiera de los extremos», pone como ejemplo este experto, cuyo estudio junto al primer autor Yan Liu, asociado postdoctoral en el Centro Waisman de la misma universidad, publica «Nature Biotechnology».

La investigación está químicamente dirigida a las células madre embrionarias humanas para que inicien la diferenciación en células neuronales y luego inyecten esas células intermedias. Llevar las células a través de la especialización parcial impidió la formación de los tipos celulares deseados en los ratones. Asegurarse de que casi la totalidad de las células trasplantadas se convirtieron en células neuronales era crítico, dice Zhang.

«Eso significa que podemos ser capaces de predecir lo que va a ser la progenie y para cualquier uso futuro en la terapia, se reduce la posibilidad inyectar células madre que podrían formar tumores», afirma. Y sigue: «En muchos otros experimentos de trasplante, la inyección de células progenitoras tempranas resultó en masas de células tumorales. Esto no sucedió en nuestro caso debido a que las células trasplantadas son puras y comprometidas a un destino particular, por lo que no generan nada más. Tenemos que estar seguros de que no se inyectan las células de cáncer».

La reparación del cerebro a través del reemplazo celular es un Santo Grial de trasplante de células madre y los dos tipos de células son a la vez fundamentales para la función del cerebro, según Zhang. «Las neuronas colinérgicas están involucrados en la enfermedad de Alzheimer y el síndrome de Down, pero las neuronas GABA están implicadas en muchos trastornos adicionales, incluyendo la esquizofrenia, la epilepsia, la depresión y la adicción», agrega. Aunque tentadora, la terapia de células madre es poco probable que tenga un beneficio inmediato. Zhang señala que «para muchos trastornos psiquiátricos, no se sabe qué parte del cerebro ha funcionado mal» pero el nuevo estudio, asegura este experto, es más probable que deje ver una aplicación inmediata en la creación de modelos para la detección y descubrimiento de fármacos.