Células ocultas en el cerebro ayudan a sanar lesiones de médula espinal

Un equipo de investigadores del Cedars-Sinai Medical Center identificó un sorprendente sistema de reparación en la médula espinal que podría abrir nuevas posibilidades para el tratamiento de lesiones, parálisis y enfermedades neurológicas como la esclerosis múltiple. Este hallazgo, publicado en la revista Nature, reveló el papel inesperado de unas células de soporte llamadas astrocytes, que se activan tras una lesión.

El neurocientífico Joshua Burda, profesor asistente de Ciencias Biomédicas y Neurología en Cedars-Sinai y autor principal del estudio, explicó: "Los astrocytes son críticos en la respuesta a enfermedades y trastornos del sistema nervioso central. Descubrimos que los astrocytes, ubicados lejos del sitio de la lesión, ayudan a impulsar la reparación de la médula espinal. También identificamos un mecanismo utilizado por estas células únicas para señalar al sistema inmunológico que limpie los desechos resultantes de la lesión, lo que es fundamental en el proceso de curación del tejido".

El equipo nombró a estas células "astrocytes remotos de lesión" (LRAs por sus siglas en inglés) y clasificó varios subtipos distintos. Por primera vez, el estudio explicó cómo un subtipo puede detectar el daño desde la distancia y responder de manera que apoye la recuperación.

Cómo responde la médula espinal a las lesiones

La médula espinal es un largo haz de tejido nervioso que se extiende desde el cerebro hacia la espalda. Su región interna, llamada materia gris, contiene cuerpos de células nerviosas junto con los astrocytes. Alrededor de esta se encuentra la materia blanca, compuesta de astrocytes y largas fibras nerviosas que transmiten señales entre el cerebro y el resto del cuerpo. Los astrocytes ayudan a mantener un entorno estable para que estas señales puedan viajar adecuadamente.

Cuando la médula espinal sufre una lesión, las fibras nerviosas se rompen, lo que puede causar parálisis y alterar sensaciones como el tacto y la temperatura. Las fibras dañadas se descomponen en desechos. En la mayoría de los tejidos, la inflamación se limita a la zona lesionada. Sin embargo, en la médula espinal, las fibras nerviosas pueden extenderse a largas distancias, por lo que el daño y la inflamación pueden propagarse más allá del sitio original de la lesión.

Astrocytes remotos de lesión y limpieza inmunológica

En experimentos realizados con ratones que presentaban lesiones en la médula espinal, los investigadores encontraron que los LRAs desempeñan un papel clave en la promoción de la reparación. También hallaron fuertes indicios de que el mismo proceso ocurre en tejidos de médula espinal de pacientes humanos.

Un subtipo de LRA produce una proteína llamada CCN1, que envía señales a células inmunitarias conocidas como microglia. Burda comentó: "Una de las funciones de las microglia es actuar como los principales recolectores de basura en el sistema nervioso central. Después de un daño en el tejido, ingieren partes de los desechos de las fibras nerviosas, que son muy grasos y pueden causarles una especie de indigestión. Nuestros experimentos mostraron que el CCN1 de los astrocytes señala a las microglia para que cambien su metabolismo y puedan digerir mejor toda esa grasa".

Según Burda, esta mejora en la eliminación de desechos podría ayudar a explicar por qué algunos pacientes experimentan una recuperación parcial y espontánea después de una lesión en la médula espinal. Cuando los investigadores eliminaron el CCN1 derivado de los astrocytes, la curación se redujo significativamente.

"Si eliminamos el CCN1 de los astrocytes, las microglia comen, pero no digieren. Llaman a más microglia, que también comen pero no digieren. Se forman grandes grupos de microglia llenas de desechos, aumentando la inflamación en la médula espinal. Cuando esto ocurre, el tejido no se repara adecuadamente".

Implicaciones para la esclerosis múltiple y lesiones cerebrales

Cuando los científicos examinaron muestras de médula espinal de personas con esclerosis múltiple, observaron el mismo proceso de reparación relacionado con el CCN1. Burda destacó que estos principios básicos de reparación podrían aplicarse ampliamente a lesiones que afectan tanto al cerebro como a la médula espinal.

El papel de los astrocytes en la curación del sistema nervioso central es notablemente subestimado, según David Underhill, presidente del Departamento de Ciencias Biomédicas. "Este trabajo sugiere fuertemente que los astrocytes remotos de lesión ofrecen un camino viable para limitar la inflamación crónica, mejorar la regeneración funcionalmente significativa y promover la recuperación neurológica después de lesiones en el cerebro y la médula espinal, así como en enfermedades".

Burda está trabajando actualmente en desarrollar estrategias que aprovechen la vía del CCN1 para mejorar la curación de la médula espinal. Su equipo también estudia cómo el CCN1 de los astrocytes puede influir en enfermedades neurodegenerativas inflamatorias y el envejecimiento.

Los autores adicionales de Cedars-Sinai incluyen a Sarah McCallum, Keshav B. Suresh, Timothy S. Islam, Manish K. Tripathi, Ann W. Saustad, Oksana Shelest, Aditya Patil, David Lee, Brandon Kwon, Katherine Leitholf, Inga Yenokian, Sophia E. Shaka, Jasmine Plummer, Vinicius F. Calsavara, y Simon R.V. Knott. Otros autores incluyen a Connor H. Beveridge, Palak Manchandra, Caitlin E. Randolph, Gordon P. Meares, Ranjan Dutta, Riki Kawaguchi, y Gaurav Chopra.

Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU. y otras organizaciones.

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