Algunas partes de nuestro cuerpo se recuperan de una lesión con relativa rapidez. La córnea, la capa protectora externa del ojo, puede sanar de pequeños rasguños en un solo día. Pero el cerebro no es uno de estos tejidos u órganos de rápida recuperación. Las células cerebrales adultas son estables y duran toda la vida, salvo traumas o enfermedades, mientras que algunas células que recubren nuestros intestinos solo duran cinco días y deben reemplazarse continuamente. Desde hace tiempo se busca cómo utilizar la terapia con células madre para potenciar la capacidad del cerebro para regenerar el daño causado por una conmoción o un derrame cerebral. Hasta ahora, estos tratamientos se han visto obstaculizados por los cambios cerebrales debidos a lesiones, así como por las dificultades para integrar las células regeneradas en los circuitos cerebrales existentes y restaurar funciones como la retención de memoria o las habilidades motoras. Un equipo del Instituto Médico Sanford Burnham Prebys y de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Duke de Singapur (NUS) publica ahora un trabajo en la revista ' Cell Stem Cell ' los resultados de una terapia derivada de células madre humanas. Al trasplantarlas a ratones, las células maduraron, se integraron en los circuitos existentes y recuperaron su función. Y al rastrear las células y secuenciar sus patrones de expresión génica, los investigadores también revelaron cómo las células trasplantadas encuentran su destino y establecen conexiones con el sistema nervioso. El primer desafío al que se enfrentan las prometedoras terapias de medicina regenerativa para el ictus y otras formas de daño cerebral es la falta de un entorno propicio , explican los investigadores. Así, mientras que el cerebro en desarrollo es un lugar acogedor e instructivo para las células madre que forman neuronas y conectan los circuitos del sistema nervioso, las células terapéuticas que llegan tras un ictus encuentran más hostilidad que hospitalidad. «En el cerebro adulto después de un derrame cerebral, se ve la formación de un quiste, una cavidad que está llena de todo tipo de moléculas inflamatorias , por lo que es un poco como si las células terapéuticas estuvieran nadando en un pantano peligroso lleno de amenazas», señala Su-Chun Zhang, director y profesor del Centro de Enfermedades Neurológicas en Sanford Burnham Prebys. «Si eso no fuera suficiente, el tejido cicatricial rodea la cavidad para proteger al cerebro de más daños, pero también forma una barrera contra cualquier posible regeneración». Algunos estrategas de terapia celular intentan injertar nuevas células junto a la región dañada del cerebro, donde es más fácil que sobrevivan y crezcan. El objetivo es, con el tiempo, restablecer los circuitos evitando la región dañada. Zhang considera que este trauma debe sanarse, no eludirse, para alcanzar los beneficios potenciales de la medicina regenerativa. «Después de un accidente cerebrovascular, la lesión dañada suele ser muy grande y representa un desafío inmenso para los esfuerzos por reconectar funcionalmente el cerebro con el tronco encefálico y la médula espinal». Zhang y el equipo trataron de cubrir esta necesidad desarrollando un método para favorecer la supervivencia de células terapéuticas injertadas directamente en el entorno hostil de la cavidad del ictus. Mediante una combinación de fármacos de moléculas pequeñas y proteínas estructurales, los científicos descubrieron que las células trasplantadas lograron sobrevivir y crecer para ocupar la región dañada. «Una vez que las células trasplantadas pueden sobrevivir y convertirse en neuronas, comenzamos a preguntarnos si esas neuronas pueden atravesar el tejido cicatricial y desarrollar nervios funcionales creando nuevas conexiones y reconstruyendo los circuitos interrumpidos», asegura Zhang. Si bien los investigadores habían demostrado que era posible trasplantar células y desarrollar nuevas neuronas, sabían que sería de poca utilidad si no se establecían las conexiones correctas. ¿ Estaban reconstruyendo puentes destruidos o creando nuevos puentes que no conducían a ninguna parte ? «Descubrimos que diferentes tipos de neuronas trasplantadas encontraron a sus propias parejas incluso en el complejo contexto del cerebro maduro», afirma Zhang. «Todavía pueden encontrar sus objetivos de una manera muy específica». Después de realizar una reconstrucción tridimensional de las neuronas trasplantadas, los científicos observaron que los patrones de proyecciones largas y espinosas que las neuronas utilizan para formar conexiones en el sistema nervioso se parecían a los patrones observados en las neuronas normales que pueblan la vía entre la corteza cerebral y la médula espinal. A continuación, los científicos buscaron comprender mejor la capacidad de navegación de estas neuronas regeneradas. Utilizaron un código de barras genético para etiquetar y rastrear las células trasplantadas. Estos datos se combinaron con los resultados de la secuenciación de los perfiles de expresión génica de las células trasplantadas. «Revelamos que cada tipo de célula tiene su propio código y, una vez que las células se convierten en neuronas, este código le dice a cada célula que envíe sus proyecciones o axones a diferentes partes del cerebro y la médula espinal», explica Zhang. « Es la primera vez que se reporta este sorprendente fenómeno , y es relevante porque básicamente nos dice que si tenemos los tipos correctos de células trasplantadas, estas ya saben dónde ir y qué hacer para reparar lo que se ha perdido». Los científicos usaron aprendizaje automático para identificar cuatro subtipos de neuronas derivadas de células trasplantadas. Cada subtipo tiene una expresión génica distinta que dirige el crecimiento de los axones y determina con qué regiones cerebrales se conectan. Además, demostraron que los factores de transcripción influyen en estos patrones: al eliminar Ctip2, los axones cambiaron sus proyecciones, conectándose más con el hipocampo y la amígdala. «Al aprender más sobre estos subtipos de neuronas trasplantadas, podremos predecir sus proyecciones y conectividad para seleccionar tipos de células neuronales apropiados para la reconstrucción de circuitos específicos en los pacientes», destaca Zhang. En su opinión, estos resultados «abren un futuro prometedor para la terapia celular para ayudar a los millones de personas que sufren accidentes cerebrovasculares y otras afecciones neurológicas devastadoras».