Fórmula de fármaco simple que regenera las células del cerebro
Los investigadores han dado un paso adelante en la búsqueda de una píldora que pueda recuperar la función cerebral perdida por derrames cerebrales, lesiones cerebrales y afecciones como la enfermedad de Alzheimer.
Los científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State) en el State College convirtieron las células gliales en neuronas funcionales mediante el uso de una combinación de solo cuatro moléculas pequeñas.
Las células gliales, entre otras cosas, pueden apoyar y proteger a las neuronas, que son células que realizan las funciones mentales del cerebro.
En un nuevo artículo de estudio que ahora aparece en la revista Informes de células madre, los investigadores describen cómo sus neuronas convertidas sobrevivieron durante más de 7 meses en cultivos de laboratorio.
Las nuevas neuronas también mostraron la capacidad de funcionar como células cerebrales normales. Formaron redes y se comunicaron entre sí mediante señales eléctricas y químicas.
Las células gliales proliferan después de una lesión.
El autor principal del estudio, Gong Chen, profesor de biología en Penn State, explica que las neuronas no se regeneran cuando el tejido cerebral se daña.
"En contraste", agrega, "las células gliales, que se acumulan alrededor del tejido cerebral dañado, pueden proliferar después de una lesión cerebral".
En su artículo de estudio, él y su equipo explican cómo las células gliales forman cicatrices que protegen a las neuronas de más lesiones.
Sin embargo, debido a su presencia constante, las cicatrices gliales también bloquean el crecimiento de nuevas neuronas y la transmisión de señales entre ellas.
Los intentos anteriores de restaurar la regeneración neuronal mediante la eliminación de las cicatrices gliales han tenido un "éxito limitado", señalan los autores del estudio.
El profesor Chen cree que "la mejor manera de restaurar las funciones neuronales perdidas" es crear nuevas neuronas a partir de las células gliales cercanas a las neuronas muertas.
Reprogramando astrocitos en neuronas
En un trabajo anterior, el Prof. Chen y su equipo habían demostrado que era posible "reprogramar químicamente" un tipo de célula glial llamada astrocitos en neuronas utilizando nueve moléculas pequeñas en una secuencia determinada. Sin embargo, cuando exploraron cómo trasladar el método del laboratorio a la clínica, se dieron cuenta de que era demasiado complicado.
Entonces, el objetivo del nuevo estudio era encontrar una combinación más pequeña de moléculas que puedan reprogramar astrocitos en neuronas funcionales de una manera más sencilla.
Los investigadores probaron cientos de combinaciones hasta que encontraron una fórmula eficaz que comprende "cuatro medicamentos básicos".
"Mediante el uso de cuatro moléculas", explica el primer autor del estudio, Jiu-Chao Yin, estudiante de posgrado en biología en Penn State, "que modulan cuatro vías de señalización críticas en los astrocitos humanos, podemos convertir de manera eficiente los astrocitos humanos, hasta en un 70 por ciento". - en neuronas funcionales ".
El equipo también probó el efecto de eliminar una de las cuatro moléculas de la fórmula. Sin embargo, ninguna fórmula de tres medicamentos fue tan eficaz como la versión de cuatro medicamentos. De hecho, la mejor combinación de tres fármacos fue un 20 por ciento menos eficaz que la de cuatro fármacos.
Usar solo una de las moléculas no fue suficiente para convertir los astrocitos en neuronas.
Alternativa simple a la terapia génica
El profesor Chen y sus colegas han estado trabajando en la regeneración de neuronas durante algún tiempo. Antes de pasar a la reprogramación química, habían experimentado con la terapia génica.
Sin embargo, llegaron a la conclusión de que un enfoque de terapia génica, que podría costar alrededor de 500.000 dólares por persona, sería demasiado caro. Además, la administración de la terapia génica requiere conocimientos y técnicas avanzadas y sofisticadas.
El profesor Chen explica que la principal ventaja del enfoque de programación química es que "una píldora que contiene moléculas pequeñas podría distribuirse ampliamente en el mundo, incluso llegando a áreas rurales sin sistemas hospitalarios avanzados".
Además, él y su equipo descubrieron que la inyección de los cuatro fármacos en ratones adultos aumentaba la generación de nuevas células cerebrales en el hipocampo, que es una región del cerebro que desempeña un papel en la memoria.
Mucho más trabajo por delante
Los autores del estudio señalan que los hallazgos son solo un paso hacia la regeneración neuronal en una pastilla. Todavía queda mucho trabajo por hacer para desarrollar la fórmula adecuada, en particular en lo que respecta al "empaquetado y suministro" de las moléculas pequeñas.
Además de confirmar su eficacia, los investigadores también deben explorar los efectos secundarios y la seguridad de los medicamentos.
Sin embargo, confían en que su nueva fórmula de cuatro medicamentos algún día se dará cuenta de su potencial como un tratamiento sencillo para las personas que pierden la función neuronal debido a una lesión cerebral, un derrame cerebral y afecciones neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.
"Mi último sueño es desarrollar un sistema simple de administración de medicamentos, como una pastilla, que pueda ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular y Alzheimer en todo el mundo a regenerar nuevas neuronas y restaurar sus capacidades de memoria y aprendizaje perdidas".
Prof. Gong Chen
