El secreto de las células madre

En un laboratorio del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (Iibce) hay tortugas y ratas paralíticas que son la esperanza de miles de personas en el mundo. Es que cada hallazgo realizado con estos pequeños animales, en tanto modelos biológicos más sencillos que el ser humano, en un futuro podrán ayudar a recuperar la movilidad y sensibilidad a quienes la perdieron. Recientemente, los científicos uruguayos dieron un paso más hacia ese futuro.

La investigación

La tortuga camina normalmente con sus cuatro patas, las anteriores y posteriores. Contrario a la creencia, estos pequeños animales de agua dulce son bastante veloces, hasta que, en el marco de esta investigación, un científico les corta la columna vertebral por debajo de la caparazón. De inmediato, como es previsible, la tortuga queda paralítica y solo puede desplazarse usando las patas de adelante. Es que la lesión en la médula desconectó los axones, es decir, los “cables” que comunican las células: cuando el cerebro de la tortuga envía comandos para que las patas se muevan, estas simplemente no reciben la señal.

Sin embargo, luego de tres meses el panorama es muy diferente. El animal recupera la movilidad, gracias a que el tejido se reconecta y los axones son capaces de cruzar la suerte de andamio que se tendió entre las dos mitades de la médula, antes rota.

¿Podrá volver a caminar una persona que ha sufrido una lesión en la columna? ¿Volverá a sentir las texturas, a controlar ciertas funciones que ha perdido? “Si pudiéramos devolverle eso a una persona, sería fantástico”, sueña Russo

Aunque no de forma 100% normal, la tortuga ahora puede desplazarse, incluso coordinando los dos pares de patas. Su capacidad de autoregeneración es menor a la de la salamandra, por ejemplo, pero mayor a la de los mamíferos como las ratas. Y a la de los seres humanos.

El hombre pagó el costo de ser un animal más complejo y perdió, en alguna etapa de la evolución, esa capacidad autorregenerativa. Cuando sufre una lesión en la médula espinal (las principales causas son por accidentes de tránsito y caídas), puede perder la capacidad motora, la sensorial e incluso la de realizar otras funciones autonómicas, como las que controlan la vejiga, los esfínteres y la función sexual, lo que deviene en una gran pérdida de la calidad de vida. Además, en los mamíferos, el cuerpo reacciona cercando la lesión con una “cicatriz glial”, que si bien contribuye a frenar la expansión del daño, también impide que las células se comuniquen.

Sin embargo, el propio cuerpo podría albergar una forma de reparar el daño desde adentro. En esto trabaja un equipo de investigadores del Departamento de Neurofiosiología Celular y Molecular del Iibce. En setiembre, publicaron un artículo en la revista Stem Cells que podría convertirse en literatura científica básica respecto al tema de las células madre en relación al sistema nervioso.

Vestigios

Este grupo de científicos liderados por el director del departamento, Raúl Russo, fue un paso más allá de la idea inicial que hoy en día se maneja en el mundo: que en el canal central de la médula espinal de una persona adulta existen células madre. Estas son células pluripotenciales, es decir, capaces de generar los distintos tipos de células que tienen los organismos completamente desarrollados.

Así, las células madre conforman una masa en las primeras fases del desarrollo del embrión. Algunas de ellas serán responsables de la generación de los huesos, otras de los músculos y así con el resto del organismo al que dan origen. Durante el desarrollo se forma además un “tubo neural”, que dará a luz a todo el sistema nervioso del individuo. De la parte anterior del tubo surgirá el cerebro y de la posterior, la médula espinal.

(Las células madre) no es un tema para aficionados”, advirtió, y añadió que proceder sin conocer cabalmente este aspecto sería como “jugar al aprendiz de brujo”

En un adulto, lo que queda de este tubo se llama epéndimo, el canal central de la columna vertebral, que se halla recubierto de unas células bautizadas como neuroepiteliales. Estas son células madre, las más indiferenciadas, que luego generarán las distintas células que hacen al sistema nervioso: los astrositos, los oligodentrositos y, eventualmente, las neuronas.

Por todo esto, el epéndimo ha sido señalado como un “nicho potencial de células madre”, explicó Russo.

Pero el mérito de estos investigadores es su avance en la identificación de las células del epéndimo: contrario a lo que se pensaba hasta el momento, se trata de una estructura heterogénea, donde las diferentes células progenitoras endógenas podrían estar comprometidas con un linaje de células en particular.

Así, los investigadores analizaron dos dominios distintos en este canal central de la médula: el lateral y los polos ventral y dorsal. Cada una de estas regiones está tapizada por células madre distintas entre sí.

En el futuro, esto permitiría “manipular las células progenitoras para generar distintos fenotipos celulares”, explicó Russo. En otras palabras, se quiere encontrar la manera de “activar” esas células que han perdido la capacidad de regenerarse. Devolver la capacidad de movilizarse y sentir, inclusive la posibilidad de frenar el avance de enfermedades degenerativas del sistema nervioso en seres humanos, son algunas de las promesas. Aunque lejanas, ya no parecen imposibles.

Futuro lejano

Antes de pensar en estas soluciones revolucionarias para la medicina moderna, queda un largo camino que recorrer en cuanto a la investigación. “Todavía estamos en una fase muy primitiva de entender mejor las funciones de estas células”, aclaró el experto, que hizo hincapié en la necesidad de trabajo exploratorio previo.

Entender los mecanismos que emplean puede ser la llave para saber cómo reprogramarlas, de forma que “generen alguna respuesta que lleve a la autorreparación del tejido”. “El parentesco de estas células (las del epéndimo) con aquellas primitivas del tubo neural, hace que sea muy atractiva la idea de querer reprogramarlas”, dijo Russo, consciente de que todavía hablar de esto es “hablar de ciencia ficción”.

“No es un tema para aficionados”, advirtió, y añadió que proceder sin conocer cabalmente este aspecto sería como “jugar al aprendiz de brujo”. Citó incluso al flamante premio Nobel de Medicina, el japonés Shinya Yamanaka, quien logró reprogramar células diferenciadas y maduras para convertirlas en células madre. Yamanaka ya ha señalado el cuidado que debe tenerse con el tratamiento con este tipo de células, que pueden ser rechazadas por el propio organismo, por ejemplo.

En este sentido, Russo señaló que hasta podrían tener efectos tan negativos como generar un tumor o la alodínea, el dolor a partir de estímulos que, en situaciones normales, no son dolorosos, como puede ser una simple caricia.

Ahora, los investigadores trabajan con ratas. Aunque más lejanas que los primates, estos roedores se acercan a los seres humanos en la escala evolutiva y “nuestro sistema nervioso funciona con los mismos principios”, explicó el doctor Russo.

Entonces, la pregunta más obvia tal vez tendría una respuesta alentadora. ¿Podrá volver a caminar una persona que ha sufrido una lesión en la columna? ¿Volverá a sentir las texturas, a controlar ciertas funciones que ha perdido? “Si pudiéramos devolverle eso a una persona, sería fantástico”, soñó Russo.

Aunque todavía esto sea ciencia ficción, en un laboratorio del Iibce se trabaja para encontrar las respuestas para hacerlas realidad.

Glosario

Células madre. Están en todos los organismos multicelulares y se caracterizan por dividirse y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas. Su capacidad fundamental es la de autorrenovarse, produciendo más células madre. En los mamíferos existen dos grandes tipos: las embrionarias y las adultas.

Células progenitoras. Al igual que las células madre pueden dividirse, pero tienden a diferenciarse en un tipo específico de célula, por lo que tienen una potencialidad de linaje más restringida. La diferencia más importante entre las células madre y las progenitoras es que las primeras se pueden replicar indefinidamente, mientras que las segundas se pueden dividir solo un número limitado de veces.