Transforman células en neuronas por primera vez para regenerar circuitos visuales

Una investigación del Instituto de Neurociencias -centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)- demuestra por primera vez que es posible obtener neuronas específicas de una región cerebral determinada para reparar circuitos visuales a partir de astrocitos. Un tipo de células del sistema nervioso que llevan a cabo funciones muy importantes para el funcionamiento del cerebro. Este estudio está liderado por la doctora del Instituto ilicitano Guillermina López-Bendito.

La hipótesis de partida del grupo de investigadores fue que, dado que las neuronas y los astrocitos se generan a partir de las mismas zonas germinales, podrían compartir firmas moleculares comunes que reflejen su origen. Y que actúen potencialmente para coordinar las características de desarrollo específicas de la región a la que pertenecen. Así, han descubierto que los astrocitos del tálamo y de la corteza cerebral presentan firmas transcripcionales y epigenéticas específicas de la región a la que pertenecen.

Esas firmas las comparten con las neuronas generadas dentro de la misma región. Pero no con las de otras regiones. Además, las características compartidas entre ambos tipos de células proporcionan un grado notable de especificación regional para la reprogramación de astrocitos en neuronas inducida por un factor proneural -o gen maestro- denominado Neurogenina 2. Para introducir este gen maestro, han inyectado en el tálamo postnatal de los ratones un virus que infecta solo a los astrocitos. Y logra reprogramarlos para que se conviertan en neuronas.

Neuronas hermanas

Como los astrocitos y las neuronas comparten progenitor y la expresión de genes específicos de una región, su firma molecular es quien dirige la reprogramación inducida por factores de transcripción para que los astrocitos adquieran una identidad similar a la de sus “neuronas hermanas”. Además, han visto que, al manipular ese código genético específico de cada región, se dirige la reprogramación de los astrocitos hacia neuronas de identidad regional diferente. Aunque predecible en función de la manipulación efectuada.

Una neuroprótesis para ayudar a personas ciegas a percibir formas y letras

Hasta hace poco, se consideraba a los astrocitos “actores secundarios” en el cerebro y la médula espinal. Consideradas tradicionalmente como proveedoras de alimento y soporte estructural a las neuronas, el papel de estas células gliales va más allá. Y participan, también, en tareas que antes se consideraban exclusivas de las neuronas. Como son el procesamiento, la transferencia y el almacenamiento de información. En esta línea, el descubrimiento de este laboratorio añade otra prueba del importante papel de los astrocitos, capaces de transformarse en neuronas al ser inducidos. Con el potencial regenerativo que esto supone.

Como indica la investigadora del CSIC, los astrocitos reactivos se encargan de proteger a las neuronas cuando se produce un daño. El aumento del número de astrocitos reactivos o astrogliosis favorece que estas células se vuelvan más maleables o “más dóciles”. Aunque en ocasiones su actuación puede perjudicarlas si su reacción es muy potente.

Reto inmediato

“En esas circunstancias pensamos que tal vez, sin necesidad de introducir un gen maestro que guíe la reprogramación, podríamos observar de forma espontánea esa capacidad de los astrocitos para convertirse en neuronas. Con este trabajo se demuestra que el proceso de reprogramación de astrocitos a neuronas es factible. Y lo hemos conseguido tanto en estudios in vitro como in vivo realizados en ratones. Ahora nuestro reto inmediato es hacerlo posible en modelos de ratón con ceguera congénita. En estos animales utilizaremos esta misma técnica para reprogramar astrocitos sensoriales y que se conviertan en neuronas visuales que suplan a las que se habían perdido”, explica López-Bendito.

Este trabajo –bajo el título de ‘Reprogramación de células talámicas para el restablecimiento de circuitos sensoriales’– está financiado por la Generalitat Valenciana con 400.000 euros. Y es, además, la semilla para un nuevo proyecto impulsado por la Fundación La Caixa con 499.000 euros. A través de la Convocatoria CaixaResearch de Investigación en Salud.

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