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Las enfermedades neurodegenerativas impiden generar nuevas neuronas

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CSIC · 22 octubre 2021 08:00

Investigadores españoles del CSIC demuestra la existencia de neurogénesis hipocampal adulta en el cerebro humano, algo que hasta ahora solo se había observado en otros mamíferos, como los roedores.


  • Célula madre en el hipocampo humano adulto (CBMSO-CSIC-UAM).

Un estudio liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revela que las enfermedades neurodegenerativas atacan a las células madre del cerebro humano e impiden la generación de nuevas neuronas.

El estudio, publicado en Science, muestra además la existencia de células madre en el hipocampo, la región del cerebro fundamental para entender cómo gestionamos la memoria, el aprendizaje o la orientación espacial.

Según explicó en rueda de prensa la directora del estudio, María Llorens-Martín, investigadora del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid, la proliferación de estas células madre en el hipocampo permite la generación de nuevas neuronas a lo largo de toda la vida, al menos hasta los 90 años de edad, un proceso conocido como neurogénesis hipocampal adulta.

"La novedad del descubrimiento es que ha sido en el cerebro humano, sabíamos que se daba en otros mamíferos como roedores. La neurogénesis es un proceso clave para el almacenamiento de nuevas memorias en el cerebro, por ejemplo", detalló la investigadora.

Llorens-Martín confía en que estos resultados "puedan sentar las bases para el futuro desarrollo de herramientas terapéuticas que frenen el avance de enfermedades neurodegenerativas que a día de hoy son incurables".

Esta investigación revela por primera vez que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta se encuentra gravemente dañado en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Huntington, Parkinson, demencia con cuerpos de Lewy y demencia frontotemporal.

Cada una de estas enfermedades genera una firma celular propia, "lo que significa que hay poblaciones subcelulares que son más susceptibles a unas patologías que a otras". De esta manera, se daña de manera más acusada a determinadas subpoblaciones celulares que forman parte del proceso de neurogénesis.

"Este estudio demuestra que las alteraciones en el proceso de neurogénesis hipocampal adulta están íntimamente relacionadas con el funcionamiento del nicho celular del hipocampo en nuestra especie y, en particular, que dicha estructura se transforma en un ambiente hostil para el nacimiento y maduración de las nuevas neuronas durante el envejecimiento fisiológico y patológico", añadió la investigadora.

Otro de los descubrimientos de este trabajo es que en el cerebro humano adulto la generación de nuevas neuronas a partir de células madre es posible gracias a la existencia de un nicho celular especializado presente en muy pocas regiones del cerebro, entre ellas, el hipocampo, y que posee una compleja estructura formada por células gliales y vasos sanguíneos.

La existencia y composición celular de este nicho en el ser humano eran desconocidas hasta el momento, si bien ya se había identificado en roedores. Su descubrimiento ha sido posible gracias a la utilización de muestras cerebrales humanas de la más alta calidad y excelente grado de conservación, así como al perfeccionamiento de sofisticadas técnicas de laboratorio desarrolladas por los investigadores del laboratorio de Llorens-Martín.

Este trabajo muestra que tanto el propio proceso de neurogénesis adulta como el nicho celular en el que se generan las nuevas neuronas sufren cambios a lo largo de la vida. "En particular, hemos descubierto que el funcionamiento de las células de microglia, un tipo celular del sistema inmune encargado de regular el número y la maduración de las nuevas neuronas que se generan en el hipocampo, está dañado en personas de avanzada edad", indicó Llorens-Martín.

Todo ello hace que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta disminuya a lo largo del envejecimiento, aunque sigue teniendo lugar hasta la décima década de edad, tal y como demuestran investigaciones anteriores del grupo que lidera este estudio.

El nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo confiere una gran capacidad de remodelación y adaptación al cerebro de los mamíferos, un concepto denominado plasticidad neural. Sin embargo, el hipocampo también presenta una notable vulnerabilidad a enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas, en las que algunas poblaciones celulares son más vulnerables a determinadas enfermedades que a otras.

En todos estos trastornos neurodegenerativos se ha observado una reducción en la actividad proliferativa de las células madre y un aumento de su quiescencia. Además, las nuevas neuronas generadas presentaban importantes defectos en su maduración, no consiguiendo completarla de manera adecuada y adquiriendo morfologías aberrantes.

"Por ejemplo, hemos encontrado que en pacientes con ELA, Huntington o Parkinson existe un incremento de células madre en el hipocampo, pero también una mayor mortalidad y una menor actividad. Pareciera como si quisieran estar incrementándose pero no alcanzan la madurez correcta. Además, estas nuevas neuronas no adquieren una morfología correcta, es totalmente diferente a la de personas sanas", explicó la científica.

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