Un nuevo estudio describe cómo las neuronas del cerebro en ratones pueden rejuvenecerse a través de un ciclo de reprogramación celular controlado que ayuda a recuperar algunas propiedades y funciones neurológicas alteradas. La investigación, liderada por la Universidad de Barcelona (España), podría abrir nuevas perspectivas para estudiar enfermedades neurodegenerativas en pacientes haciendo hincapié en el rol de los factores de Yamanaka, unas proteínas clave para revertir el envejecimiento poco estudiadas hasta el momento en el sistema nervioso. Los hallazgos fueron publicados en Cell Stem Cell.
Neuronas rejuvenecidas en el córtex
En 2012, el científico británico John Gurdon junto al científico japonés Shinya Yamanaka recibían el Premio Nobel de Medicina por las investigaciones para reprogramar células diferenciadas y devolverlas a un estado propio de las células pluripotentes. Estos factores, actualmente conocidos como "Factores de Yamanaka" (Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc) son factores de transcripción presentes en la literatura científica sobre reprogramación celular.
Hasta el momento, los estudios se habían centrado en rejuvenecimiento y regeneración de tejidos periféricos (piel, músculo, hígado y corazón). Sin embargo, el nuevo trabajo profundiza en los efectos que podrían provocar en el sistema nervioso central. En concreto, el equipo ha estudiado los efectos de la expresión controlada de los factores de Yamanaka en el cerebro de los ratones en ciclos de reprogramación celular a lo largo de distintas fases del desarrollo neuronal.
"Cuando los factores de Yamanaka se introducen durante la fase de desarrollo, se generan más neuronas y el cerebro es más voluminoso (puede llegar a hacer el doble). Esto se traduce en una mejor actividad motora y social en las etapas adultas", explicaron los expertos.
Estos resultados se explicarían porque el equipo hizo que todas las células del cerebro pudieran expresar estos factores, lo que incluye también a las células madre. "Fue muy sorprendente descubrir que, si controlamos de forma muy precisa la expresión de estos factores, también somos capaces de controlar el proceso de proliferación celular y obtener cerebros con una corteza cerebral mayor y sin perder la estructura y unas funciones correctas", añadieron.
Asimismo, les sorprendió "comprobar que, en cuanto al comportamiento, no existían consecuencias conductuales negativas, y los ratones incluso mejoraban en comportamientos motores y de interacción social".
En el caso de los ratones adultos, "la expresión de los factores de Yamanaka en neuronas adultas provoca que estas células se rejuvenezcan y muestren protección frente a enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
Según los expertos, lo que hicieron fue inducir la expresión de los factores de Yamanaka únicamente en neuronas maduras. "Como estas células no se dividen, no se incrementa su número, pero identificamos muchos marcadores que indican un proceso de rejuvenecimiento neuronal. En estas neuronas rejuvenecidas, detectamos que aumenta el número de conexiones sinápticas, el metabolismo alterado se estabiliza y el perfil epigenético de la célula también se normaliza. Todo este conjunto de cambios tiene un efecto muy positivo en su funcionalidad como neuronas".
Enfermedades neurodegenerativas
Entender el proceso de envejecimiento a escala celular abre nuevos horizontes en la lucha frente a enfermedades a través de la reprogramación celular. Ahora bien, este proceso comporta también el riesgo de generar el crecimiento de poblaciones aberrantes de las células, es decir, tumores.
En el estudio, y mediante un control preciso en poblaciones neurales específicas, han conseguido que los factores no solo sean seguros, sino que mejoren la plasticidad sináptica neuronal al tiempo que las funciones cognitivas de orden superior, como por ejemplo la capacidad de socializar y formar nuevas memorias.
La pregunta de cómo actúan estos factores sobre el sistema nervioso lleva a pensar en que los factores de Yamanaka lo hacen sobre tres escalas moleculares. En primer lugar, tienen efectos epigenéticos y esto influiría en la transcripción génica (proceso de metilación del ADN, histonas, etc.). También comprometería las rutas metabólicas y la función mitocondrial (producción y regulación de la energía celular). Por último, podrían causar impacto en muchos genes y vías de señalización involucradas en la plasticidad sináptica, según el estudio.
Fuente: SINC.