Una innovadora tecnologia, recentment refinada i presentada, permet reprogramar in vivo certes cèl·lules glials, obtenint d’aquesta manera neurones funcionals, potencialment capaços de substituir les danyades després d’una lesió cerebral o al Mal d’Alzheimer, a jutjar pels experiments realitzats en models animals. a el mètode desenvolupat per l’equip de Gong Chen, professor de biologia a la Universitat Estatal de Pennsilvània, als Estats Units, podria marcar un abans i un després en la medicina regenerativa el cervell. “Aquesta tecnologia pot ser desenvolupada en un nou tractament terapèutic per a les lesions traumàtiques de el cervell i de la medul·la espinal, vessament cerebral, malaltia d’Alzheimer, malaltia de Parkinson i altres trastorns neurològics”, aventura Chen.
Quan el cervell pateix danys per una lesió o malaltia, sovint les neurones moren o perden funcionalitat, però les cèl·lules glials es tornen més abundants i actives. Aquestes cèl·lules glials “reactives”, a les que podríem comparar amb bombers, metges d’urgències, policies i altre personal d’emergències, inicialment construeixen un sistema de defensa per evitar que bacteris i toxines envaeixin els teixits sans, però aquest procés acaba formant “cicatrius glials “que limiten el creixement de neurones sanes, a l’impedir que les neurones necessàries tornin a poblar degudament la zona danyada. El resultat final és una zona on hi ha moltes cèl·lules glials i poques neurones funcionals.
Chen es va plantejar si, davant d’aquesta situació, no seria més fàcil reprogramar a les cèl·lules glials ja aposentades on haurien d’estar les neurones, en comptes d’intentar substituir tot el procés. Ell i els seus col·laboradors es van posar mans a l’obra i van provar noves maneres de transformar el teixit cicatricial produït per les cèl·lules glials per tal que tornés a ser un teixit neural normal.
l’equip de Gong Chen ha reprogramat cèl·lules glials per obtenir neurones funcionals, essencials per transmetre senyals al cervell, mostrades en verd en aquesta imatge de el cervell d’un ratolí amb la malaltia d’Alzheimer. Les àrees vermelles són els nuclis, tenyits de vermell, de neurones. (Imatge: Laboratori de Gong Chen, Universitat Estatal de Pennsilvània) a Chen i el seu equip van començar estudiant com les cèl·lules glials reactives responen a una proteïna específica, NeuroD1, coneguda pel seu important paper en la formació de cèl·lules nervioses en l’àrea de l’ hipocamp de el cervell adult. Chen i els seus col·laboradors es van plantejar que expressar la proteïna NeuroD1 en les cèl·lules glials reactives en el lloc de la lesió, podria ajudar a generar noves neurones, tal com ho fa en l’hipocamp.
L’equip de Chen va investigar si les cèl·lules glials reactives poden transformar-se en neurones funcionals després d’injectar NeuroD1, mitjançant un retrovirus controlat, en l’escorça cerebral de ratolins adults. Els científics van descobrir que dos tipus de cèl·lules glials: els astròcits i les cèl·lules glials NG2 es van reprogramar passant a exercir de neurones, dins de la setmana posterior a l’aplicació de la NeuroD1 mitjançant el retrovirus. Curiosament, la reprogramació va convertir als astròcits en neurones excitatòries, mentre que la reprogramació de les cèl·lules glials NG2 va donar com a resultat tant neurones excitatòries com neurones inhibitòries, el que permet aconseguir un equilibri d’excitació-inhibició en el cervell després de la reprogramació.
els exàmens electrofisiològics van demostrar que les noves neurones obtingudes a partir de l’aplicació de la NeuroD1 podien rebre senyals de neurotransmissors d’altres cèl·lules nervioses, el que suggereix una integració reeixida en els circuits neuronals locals.
Després, Chen i el seu equip van usar un model animal transgènic (ratolí) de la malaltia d’Alzheimer, i van demostrar en els punts danyats de el cervell d’el ratolí una conversió reeixida de cèl·lules glials dels tipus indicats a neurones funcionals.
a més, l’equip va demostrar que fins i tot en ratolins afectats amb la malaltia d’Alzheimer que tenien 14 mesos d’e tat, una edat equivalent a 60 anys en els éssers humans, l’aplicació de la proteïna NeuroD1 mitjançant retrovirus en l’escorça cerebral dels animals pot induir la formació d’una gran quantitat de noves neurones, fruit de la reprogramació de cèl·lules glials reactives. Per tant, la tecnologia de conversió demostrada en aquesta investigació amb ratolins podria probablement ser usada per a un tractament de regeneració que produís neurones funcionals en persones amb malaltia d’Alzheimer, tal com aventura Chen.
Per assegurar-se que el mètode de conversió de cèl·lula glial a neurona no es limita als rosegadors, Chen i el seu equip van provar addicionalment el mètode en cèl·lules glials humanes cultivades. En les tres primeres setmanes després de l’expressió de la proteïna NeuroD1, els científics van veure en el microscopi que les cèl·lules glials humanes estaven canviant la seva forma, abandonant la típica d’aquestes cèl·lules, per a adoptar la pròpia de les neurones normals, amb les seves axons ( les “branques” llargues) i les dendrites (les “branquetes” curtes). L’equip de Chen va realitzar proves addicionals de funcionament en aquestes neurones humanes acabat convertides i va trobar que, en efecte, eren capaços d’emetre neurotransmissors i també de rebre’ls i reaccionar-hi.
“El nostre somni és fer que aquest mètode de conversió in viu es torni una teràpia útil per tractar a persones amb lesions neurals o malalties neurològiques “, explica Chen. “La nostra motivació més vehement per a aquesta investigació és la idea que un pacient amb el Mal d’Alzheimer, que durant molt temps no era capaç de recordar les coses, pugui començar a tenir nous records després de la generació de noves neurones com a resultat del nostre mètode de conversió in vivo, i que una víctima de vessament cerebral que no podia moure ni les seves cames, pugui començar a caminar de nou “.
a més de Chen, altres científics que han contribuït a aquesta investigació són Ziyuan Guo, Llei Zhang , Zheng Wu, Yuchen Chen, i Fan Wang, tots de la Universitat Estatal de Pennsilvània.
Informació addicional a