¿Por qué los científicos llevan más de un siglo buscando las células “madre” en el cerebro adulto?

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Por Scarlett E. Delgado y Tania Dib,
Los primeros trabajos que relatan la presencia de células “madre” en el cerebro datan de 1901. Desde entonces los científicos llevan ya más de 100 años intentando entender el proceso. Sin embargo, ¿por qué destinar recursos y tiempo para su estudio? Muchos consideran la capacidad neurogénica como uno de los medios por el cual el cerebro puede aprender y mantenerse sano durante la vejez, por lo que entender los factores que mejoran o deterioran esta capacidad puede contribuir a una mejor calidad de vida. Hasta el día de hoy, la neurogénesis ha sido probada y estudiada en varios modelos animales, como ratas, ratones y primates, pero las pruebas han sido escasas y polémicas en humanos.

Mientras nuestra piel, músculos y sangre están continuamente renovando las células que los componen durante nuestra vida, la mayoría de las neuronas de nuestro cerebro tienen su origen en el desarrollo fetal y se mantienen hasta que morimos. Pero desde hace menos de un siglo sabemos que no todas presentan ese comportamiento, ya que se ha evidenciado de la existencia de un grupo de células “madre” de neuronas que se mantienen durante la adultez en los animales.

La neurogénesis es el proceso mediante el cual un grupo de células “madre” se divide y da origen a una nueva célula que se transformará posteriormente en neurona. Este proceso que ocurre principalmente en fases tempranas del desarrollo prenatal puede darse, en menor medida, en la fase adulta. En esas condiciones, es llamada neurogénesis adulta. Conocer y entender este proceso es importante, ya que en modelos animales se ha visto relacionado al aprendizaje y a la mantención de las capacidades cognitivas. En base a esta información, se sugiere que la mantención de este proceso durante la vejez humana es un factor importante para saber si la persona será o no autosuficiente en edades avanzadas de su vida.

En abril de este año, la revista Nature publicó un artículo que de inmediato prendió las alarmas. Este artículo proviene del grupo de científicos liderado por el neurocientífico y experto del área de la neurogénesis adulta, Arturo Álvarez Buylla. En ese reporte se aseguraba que la neurogénesis es casi inexistente en el cerebro adulto de los primates. Sin embargo, menos de un mes después, un grupo del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Columbia asegura haber encontrado resultados que demostraban la presencia de células capaces de proliferar y mantener su número en un área cerebral, llamada Giro Dentado Anterior, de humanos sanos. Esta polémica entre dos resultados contrapuestos no es nueva en la ciencia y recuerda a lo vivido por Santiago Ramón y Cajal, uno de los científicos más destacados del siglo pasado, considerado el padre de la neurobiología actual.

En 1901, Alice Hamilton reportaba el hallazgo, en el cerebro de ratas adultas, de núcleos en proceso de mitosis, que corresponde al mecanismo que guía la división y mantención de células en todos los tejidos de un organismo. Ella mencionó que, con los medios de su época, sólo podía saber que existía división de células y que ésta decrece con la edad, mas no podía saber a qué tipos celulares corresponden. Éstas fueron las razones principales por las que su trabajo quedó en el olvido. No se podía determinar si estas células corresponden a neuronas como tal o a glías, que son las células que apoyan en su labor a las neuronas.

En 1914, Santiago Ramón y Cajal publica el segundo volumen de su libro “Estudios sobre la degeneración y regeneración del sistema nervioso”. En este libro, indica que no podemos asegurar la presencia de neurogénesis o regeneración espontánea en el sistema nervioso adulto de mamíferos (clase a la cual pertenece el ser humano), a diferencia de lo que ocurre en reptiles y anfibios. Cajal atribuye esta pérdida de capacidad de regeneración a la adquisición de características a lo largo de nuestra historia evolutiva, sin embargo, nos deja a los científicos con una misión: investigar las causas últimas y encontrar la manera de enfrentarlo. Ya que si bien Cajal no apoyaba la idea de que el cerebro adulto se podía regenerar usando su equivalente propio de las células madres, sí esperaba que fuera posible mejorar nuestra situación en pos de las futuras generaciones. Él tenía su fe puesta en nosotros.

No fue hasta 1962 cuando tuvimos las primeras pruebas de neurogénesis adulta, con el trabajo de un investigador independiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (o MIT por sus siglas en inglés), Joseph Altman, quien inyectando marcadores que se incorporan al ADN durante la división celular, encontró células que se habían replicado y cuya posición podría corresponder a neuronas y no a glías, como se pensó con el trabajo de Hamilton (1901). Casi 40 años después, Elizabeth Gould (1999) encontró las mismas señales en la corteza de macacos, dando cuenta que el proceso podría, además, estar relacionado con mejores habilidades cognitivas en los animales y que era más real de lo que se creía.

Desde hace casi 30 años que los científicos contamos con mejores técnicas para detectar la neurogénesis adulta, por lo que ya es considerada un hecho para algunos animales. Como Edward O. Wilson menciona en su libro “Cartas a un joven científico”, estamos en uno de los mejores momentos para estudiar e investigar, concepto muy real en el campo de la neurogénesis adulta.

Pero, ¿por qué se genera esta polémica?

¿Por qué no tendríamos neurogénesis adulta, según el equipo de Álvarez-Buylla? En el estudio publicado en abril de 2018, realizado por este grupo de científicos, se observó que la neurogénesis en humanos va disminuyendo a lo largo de la vida. Esta baja en neurogénesis es bastante notoria a partir de los 13 años de edad, por lo que podemos relacionar este descubrimiento a por qué cuando somos niños aprendemos más rápido y por qué a medida que envejecemos, nos cuesta más aprender y estudiar conceptos básicos. Podría explicar en parte por qué los niños, cuando empiezan a hablar, pueden “absorber” las palabras y hasta pueden aprender más de un idioma sin acento, mientras que cuando se aprende un idioma siendo adulto, es casi imposible lograrlo sin mantener el acento del idioma natal.

Ahora, ¿qué pruebas a favor tenemos? A la fecha sabemos que en animales modelo el uso de drogas, algunos medicamentos, antecedentes de depresión y problemas cardiológicos, disminuyen la neurogénesis. Así el efecto que estos tengan debería ser descartado de este tipo de estudios; precisamente esto es lo que hizo el grupo de J. John Mann del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Columbia. Estos investigadores accedieron a una colección de cerebros humanos donde analizaron alrededor de 1400.

El objetivo del análisis fue descartar los cerebros de personas que tuviesen antecedentes cardíacos, uso de medicamentos o drogas y que hubiesen fallecido por muerte no espontánea, y cuyo análisis fuera hecho en un tiempo menor a 26 horas después de la muerte de la persona, eliminando así el efecto que estas condiciones podrían tener sobre la neurogénesis. Tras esta rigurosa evaluación se seleccionaron sólo 28 cerebros para el estudio, de personas entre 14 y 81 años de edad.

Otro punto importante, es que la neurogénesis y angiogénesis (capacidad de regenerar vasos sanguíneos) sólo pudieron ser encontradas en un área específica del cerebro, el Giro Dentado, que corresponde a la zona más proliferativa en mamíferos, y a su vez sólo en una de sus tres divisiones, la anterior, que sería la única que se mantiene activa a lo largo de la vida humana.

Y, ¿qué sabemos ahora?

Es importante destacar que estos trabajos utilizan metodologías diferentes, entre éstas, la más destacable fue la selección de las muestras, ya que como trabajaron con cerebros seleccionados con criterios distintos, no es sorprendente que los resultados también lo sean y que no se deban a una diferencia real. Para las pruebas que ambos trabajos utilizan es muy importante la data de muerte, ya que posterior a la muerte las señales que son detectadas y dan cuenta de estos fenómenos, se degradan. Al final, se pueden obtener datos negativos, pero debido a otros factores. Muchos resultados en ciencia están relacionados con las condiciones en que se realizaron las mediciones, los productos químicos, las pruebas y principalmente, la pregunta.

Si bien, el trabajo de Álvarez Buylla indica que la neurogénesis se reduce a “casi imperceptible en la adultez”, trabaja con un criterio muy estricto para evitar considerar como precursor algo que podría no serlo, criterio que no utiliza el segundo trabajo, pero que, sin embargo, la forma de conteo limita el efecto que este factor pueda tener. Respecto del método de conteo de las células positivas destaca que el segundo trabajo utilizó la forma más confiable en el área, conocida como estereología, que trata de eliminar la influencia del observador y del tratamiento del tejido.

Un punto común entre estos trabajos es que, en ambos, muestran que la neurogénesis se reduce con la edad, relacionando las capacidades cognitivas de las mentes jóvenes con este fenómeno. Si tomamos como más certero el segundo trabajo entonces nuestro foco estaría en que los seres humanos sí tenemos neurogénesis adulta, pero que los efectos ambientales pueden afectarla e incluso mermarla. Si consideramos este punto y el efecto que tendrían medicamentos, algunos tratamientos como la quimioterapia o drogas como el alcohol, el cigarro, entre otras, quizás deberíamos mirar más nuestro día a día para saber si seremos o no adultos mayores autosuficientes a futuro.

Artículos originales:
https://www.nature.com/articles/nature25975
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590918301218?via%3Dihub
Ver el artículo publicado en El Mostrador

 

 

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