Las células madre del cerebro (coloreadas artificialmente) dan lugar a neuronas en individuos jóvenes, pero esta capacidad se desvanece con la edad.Crédito: Riccardo Cassiani-Ingoni/Biblioteca fotográfica científica
Se han descubierto pistas para mantener las células cerebrales regenerativas jóvenes y enérgicas hasta la vejez aplicando la edición de genes CRISPR en ratones.1.
La edad impide que las células madre del cerebro produzcan nuevas células, pero los autores del estudio descubrieron que la reducción de la actividad de un gen particular rejuvenecía estas células madre, permitiéndoles proliferar y suministrar al cerebro un suministro de neuronas frescas.
Este gen regula el consumo de glucosa por parte de las células madre, un azúcar esencial para el metabolismo celular. Los resultados en ratones encajan bien con la imagen emergente de los estudios post mortem del cerebro humano. Estos esfuerzos también demostraron que la edad afecta el metabolismo cerebral, dice Maura Boldrini, neurocientífica y psiquiatra del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia en Nueva York, que no participó en la última investigación. «Su metabolismo es probablemente menos eficiente que antes», afirma, y añade que los resultados en humanos y el estudio en ratones, publicado hoy en Naturaleza“abrir nuevas vías para terapias potenciales”.
Un cerebro joven
El papel de las células madre neurales en el cerebro humano adulto es controvertido. Boldrini y otros han publicado evidencia de que se producen nuevas neuronas en el hipocampo, una región del cerebro importante para el aprendizaje y la memoria, al menos hasta los 79 años.2. Su equipo ahora está investigando si la producción de nuevas neuronas está alterada en personas con enfermedad de Alzheimer o enfermedades psiquiátricas. Pero algunos investigadores informaron que no encontraron evidencia de que los adultos produzcan nuevas neuronas en el hipocampo. «Esta controversia continúa», dice Boldrini.
Células cerebrales humanas implantadas en ratas causan excitación y preocupación
En los ratones, el panorama es más claro. Las células madre neurales ubicadas en una región del cerebro llamada zona subventricular pueden dar lugar a neuronas y otros tipos de células. Estas células jóvenes luego migran al bulbo olfatorio, que controla el sentido del olfato. Un suministro constante de nuevas neuronas al bulbo olfatorio tiene sentido en ratones, porque dependen en gran medida del olfato para percibir cambios en su entorno, dice Anne Brunet, genetista que estudia el envejecimiento en la Universidad de Stanford en California y autora del nuevo estudio.
Sin embargo, a medida que los ratones envejecen, estas células madre se vuelven menos activas. Brunet y sus colegas decidieron averiguar por qué. El equipo utilizó la edición del genoma CRISPR-Cas9 para alterar sistemáticamente 23.000 genes y luego probó el efecto de cada gen alterado en células madre neurales extraídas de ratones jóvenes y viejos y cultivadas en el laboratorio.
Impulso neuronal
El análisis reveló 300 genes que pueden desempeñar un papel en el envejecimiento de las células madre neurales. Los investigadores redujeron aún más el grupo utilizando CRISPR-Cas9 para alterar algunos de estos genes en células de la zona subventricular de ratones vivos, jóvenes y viejos. Luego, los autores comprobaron los bulbos olfativos de los animales e identificaron un grupo selecto de genes clave. La alteración de estos genes estimuló la producción de neuronas por parte de las células madre en animales viejos, pero no afectó a las células madre en animales jóvenes.
Cinco formas en que el cerebro puede envejecer: 50.000 exploraciones revelan posibles patrones de daño
Uno de estos genes, llamado slc2a4codifica una proteína que importa glucosa a las células. Interrumpirlo redujo el suministro de glucosa de las células y aumentó su capacidad de proliferar.
Este resultado es consistente con estudios previos que han relacionado el metabolismo del azúcar con el envejecimiento, dice Saúl Villeda, neurocientífico de la Universidad de California en San Francisco. Por ejemplo, investigadores informaron recientemente que un medicamento para la diabetes podría prevenir el deterioro cognitivo relacionado con la edad en monos. Pero el último hallazgo es particularmente importante, afirma, porque destaca una proteína específica que desempeña un papel clave y podría ser objeto de estudios futuros.
Aunque el papel de las células madre neurales en humanos adultos está en duda, los resultados proporcionan información crucial para diseñar terapias celulares que algún día podrían tratar enfermedades neurodegenerativas, afirma Villeda.
