Un innovador estudio en ratones muestra que es posible revertir el envejecimiento de las neuronas mediante reprogramación celular, ya que aumenta tanto su número como su plasticidad, lo que podría abrir nuevas puertas para tratar trastornos neurodegenerativos.
Investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) han logrado un avance significativo en el campo de la neurociencia al demostrar que es posible rejuvenecer neuronas en el cerebro de ratones a través de la reprogramación celular. Esta técnica, que hasta ahora se había explorado principalmente en tejidos periféricos, ha revelado efectos sorprendentes en el sistema nervioso central, lo que abre nuevas posibilidades para tratar enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.
El estudio, publicado en la revista Cell Stem Cell, fue liderado por los científicos Daniel del Toro y Albert Giralt, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, el Instituto de Neurociencias (UBneuro), y el Centro para la Producción y Validación de Terapias Avanzadas (CREATIO), en colaboración con el IDIBAPS, el CIBERNED y el Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica (Alemania). La investigación, que tiene como primera co autora a Sofía Zaballa (UB-IDIBAPS-CIBERNED), pone de manifiesto el potencial de los factores de Yamanaka, que es un conjunto de proteínas que permiten revertir el envejecimiento celular, en el contexto específico de las neuronas.
El concepto de reprogramación celular no es nuevo, pues en 2012, los científicos Shinya Yamanaka y John Gurdon fueron galardonados con el Premio Nobel por su trabajo sobre cómo devolver a las células diferenciadas su capacidad pluripotente, es decir, la habilidad de transformarse en cualquier tipo celular. Los factores de Yamanaka (Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc) son los encargados de este proceso, sin embargo, hasta ahora, los estudios sobre los efectos de estos factores se habían centrado principalmente en la regeneración de tejidos periféricos, como la piel y los músculos.
El equipo de la UB ha llevado esta investigación un paso más allá, explorando cómo la expresión controlada de estos factores puede rejuvenecer las neuronas del cerebro, incluso en ratones adultos. "Cuando los factores de Yamanaka se introducen durante las primeras etapas de desarrollo neuronal, no solo aumenta la cantidad de neuronas, sino que también se incrementa el volumen cerebral, llegando a duplicarse en algunos casos", explicó Daniel del Toro, investigador principal del programa Ramón y Cajal en la UB. "Este aumento en la masa cerebral se traduce en una mejora significativa en la actividad motora y social de los ratones", añadió del Toro.
El equipo encontró que, al controlar de manera adecuada este tratamiento podían incrementar el número de neuronas sin alterar la estructura cerebral. "Nos sorprendió descubrir que, con un control riguroso, no solo logramos cerebros más grandes, sino que además las funciones cerebrales se mantenían intactas, sin efectos secundarios negativos en el comportamiento", comentó el investigador. De hecho, los ratones mostraron mejoras en el comportamiento motor y en su capacidad para interactuar socialmente.
Para los ratones adultos, la reprogramación de neuronas maduras también tuvo un efecto rejuvenecedor. El profesor Albert Giralt explicó que, al inducir la expresión de los factores de Yamanaka exclusivamente en neuronas maduras, "observamos que estas células se rejuvenecían, lo que las hacía más resistentes a enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer". Aunque estas neuronas no se dividen, se identificaron cambios importantes, como un aumento en el número de conexiones sinápticas y una mejora en el metabolismo celular. "Además, los perfiles epigenéticos de las neuronas se normalizaron, lo que resultó en una mayor funcionalidad neuronal", resaltó Giralt.
El estudio también tiene implicaciones importantes para el tratamiento de trastornos neurodegenerativos. Según los investigadores, la reprogramación celular puede ser una herramienta poderosa para mejorar la plasticidad neuronal, es decir, la capacidad de las neuronas para formar nuevas conexiones sinápticas, lo que es crucial para el aprendizaje y la memoria.
"Lo más prometedor de esta investigación es que hemos encontrado una forma de mejorar la plasticidad sináptica y las capacidades cognitivas sin los efectos negativos que podrían estar asociados con la proliferación celular descontrolada", destacó del Toro. Además, los investigadores sugieren que los factores de Yamanaka también podrían tener un impacto positivo en trastornos del neurodesarrollo, como el autismo o el síndrome de Rett, lo que abriría nuevas vías para el tratamiento de estas condiciones.
Mecanismos moleculares en juego
Aunque los efectos observados en las neuronas rejuvenecidas son prometedores, los científicos aún están investigando los mecanismos moleculares exactos involucrados. Según el estudio, los factores de Yamanaka actúan sobre tres niveles clave en las neuronas: la epigenética, las rutas metabólicas y la plasticidad sináptica. Estos factores afectan la transcripción génica, regulando procesos como la metilación del ADN y la modificación de las histonas, lo que puede revertir las alteraciones asociadas con el envejecimiento. También tienen efectos en la función mitocondrial, lo que mejora la producción de energía en las células y, por ende, su capacidad para funcionar correctamente.
Este innovador estudio marca un hito en la investigación sobre el envejecimiento cerebral y la reprogramación celular. Los resultados obtenidos en ratones ofrecen un rayo de esperanza en la lucha contra enfermedades neurodegenerativas y trastornos del neurodesarrollo, abriendo nuevas oportunidades para el tratamiento de condiciones que afectan a millones de personas en todo el mundo. Aunque aún queda trabajo por hacer, la reprogramación celular podría convertirse en una herramienta clave para la medicina del futuro.
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