Las neuronas implantadas desarrolladas en laboratorio se fusionaron con el cableado del cerebro

Uno de los muchos obstáculos que deben superarse antes de que las células madre de embriones humanos puedan alcanzar su potencial terapéutico es establecer si las células trasplantadas pueden integrarse funcionalmente en tejidos u órganos.
De acuerdo con un estudio de un equipo de científicos de Wisconsin publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, las neuronas que se han forjado en el laboratorio a partir de células madre embrionarias de la pizarra en blanco que se han implantado en el cerebro de los ratones, pueden fusionarse con éxito con el cableado del cerebro y transmitir y recibir señales.
Las neuronas son la unidad funcional más elemental del sistema nervioso central y son células especializadas que conducen impulsos. El cerebro humano tiene aproximadamente 100 mil millones de neuronas que transmiten y reciben constantemente las señales, que gobiernan cada proceso desde caminar y hablar hasta pensar. El hallazgo representa un paso vital hacia el uso de células personalizadas para reparar un cerebro dañado o enfermo, que es el órgano humano más complejo.
Jason P. Weick, autor principal del nuevo estudio y científico del Centro Waisman de la Universidad de Wisconsin-Madison, explica:

"La gran pregunta es si estas células pueden integrarse de manera funcional. Por primera vez demostramos que estas células trasplantadas pueden escuchar y hablar a las neuronas circundantes del cerebro adulto".

El equipo de investigación evaluó la capacidad de sus neuronas cultivadas en el laboratorio para integrarse en los circuitos del cerebro trasplantando las células en el hipocampo de ratones adultos. El hipocampo es un área conocida del cerebro que desempeña un papel vital en el procesamiento de la memoria y la navegación espacial. Los investigadores tomaron tejido vivo tomado de los animales que recibieron trasplantes de células para estudiar la capacidad de las células para integrarse.
Weick y su equipo también observaron que las neuronas humanas adoptaron el comportamiento de disparo rítmico de muchas células cerebrales que se comunicaban entre sí al unísono, y lo más importante, que las células humanas podían alterar la forma en que se comportaba la red neuronal.
Los investigadores pudieron responder a esta pregunta utilizando una nueva tecnología conocida como optogenética, en la que se usa luz en lugar de corriente eléctrica para estimular la actividad de las neuronas.

Weick comenta:

"Anteriormente, nos habíamos limitado en la eficacia con la que podíamos estimular las células trasplantadas. Ahora tenemos una herramienta que nos permite estimular específicamente solo las células humanas trasplantadas, y muchas a la vez de forma no invasiva".

Él explica que para determinar la función de las células implantadas, era necesario modular primero la capacidad de las células implantadas ya que las tecnologías anteriores eran demasiado inexactas y poco confiables para determinar con precisión qué estaban haciendo las neuronas trasplantadas.
Los 220 tipos de tejido en el cuerpo humano se derivan de células madre embrionarias y sus células madre pluripotentes inducidas estrechamente relacionadas. En el laboratorio, los científicos han ordenado que estas células se conviertan en muchos tipos de células, incluidas las cerebrales.

El interés en las células madre embrionarias humanas y las células pluripotentes inducidas tiene el potencial de producir suministros ilimitados de células sanas especializadas que se pueden usar para reemplazar células enfermas o dañadas.
Los científicos creen que los trastornos cerebrales, como la esclerosis lateral amiotrófica, mejor conocida como la enfermedad de Lou Gehrig y la enfermedad de Parkinson, podrían ser erradicados reemplazando las células defectuosas por células sanas cultivadas en laboratorio.
En la última década, numerosos estudios en modelos animales han demostrado que tanto las células madre inducidas como las embrionarias son capaces de aliviar los déficits de esos trastornos en modelos animales.
El nuevo estudio allana el camino para que los médicos utilicen potencialmente la tecnología basada en la luz para manipular células y tejidos trasplantados.
Su-Chun Zhang, profesor de neurociencia en UW-Madison y autor del nuevo informe PNAS, afirma:

"El matrimonio entre células madre y optogenética tiene el potencial de ayudar en el tratamiento de una serie de trastornos neurodegenerativos debilitantes. Usted puede imaginar que si las células trasplantadas no se comportan como deberían, podría usar este sistema para modularlas usando luz. "

Otro autor del informe PNAS, financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., Es Yan Liu, quien también es del Waisman Center de UW-Madison.
Escrito por Petra Rattue