Células troncales y reparación de tejido nervioso
( Publicado en Revista Creces, Octubre 2002 )
Hasta hace algunos años, nadie habría pensado considerar la posibilidad de curar enfermedades crónicas del cerebro mediante el reemplazo de las células dañadas por células nuevas. Hoy el tema adquiere importancia por el posible uso de células provenientes de embriones humanos, que potencialmente pueden desarrollarse hasta neuronas.
Hoy se sabe que es posible tomar células primarias de origen embrionario o fetal y lograr que se diferencien y maduren en determinado sentido, hasta adquirir las propiedades de una célula madura. Es así como ahora se comienza a pensar que sería posible reemplazar las células cerebrales dañadas por células nuevas capaces de retomar todas las funciones perdidas.
Se sabe que el tejido nervioso, a diferencia de otros tejidos, tiene una nula o muy baja capacidad de auto-repararse. El hígado por ejemplo, está en un constante proceso regenerativo, lo que permite una renovación constante de sus células dañadas. En cambio el cerebro nace con un número definitivo de células que carecen de esta propiedad. A lo largo de la vida, éstas pueden dañarse y morir, pero en ningún caso pueden repararse o regenerarse. Sólo en algunas zonas específicas del cerebro, como el hipocampo o el bulbo olfatorio, las células conservan esta posibilidad, mientras que en el resto de la masa cerebral, sus células permanecen en una estructura fija que no permite reparación. De modo, que cuando se ven afectadas por un daño progresivo, condicionan enfermedades crónicas, también progresivas, como sucede con la enfermedad de Parkinson, el Alzheimer, la enfermedad de Huntington, la esclerosis múltiple o muchas otras enfermedades mentales.
En los últimos años se ha visto que a partir de células extraídas a embriones, puede lograrse una diferenciación de ellas, llegando a constituir células adultas maduras, las que cultivadas, podrán potencialmente implantarse en el tejido cerebral, y reemplazar a las dañadas, retomando sus funciones. Con ello han nacido esperanzas de tratamientos para las diferentes enfermedades degenerativas del tejido nervioso, que hasta ahora no tenían ninguna esperanza.
El sistema nervioso está constituido por un amplio espectro de diversos tipos de células que desempeñan diferentes funciones. En primer término están las células "gliales" (fundamentalmente oligodendrocitos y astrocitos), que proveen de soporte a las neuronas, las cuidan y las aíslan. Estas son las células que se afectan en la enfermedad llamada "esclerosis múltiple". Otro gran grupo de células son las neuronas agrupadas en áreas específicas del cerebro, donde liberan sustancias químicas como la "dopamina", las que al dañarse se traducen en la llamada "enfermedad de Parkinson". Otras neuronas tienen como función conectarse con células específicas que regulan los movimientos musculares, y son las que se afectan en la "enfermedad de Huntington". Las más, están comprometidas en funciones altamente complejas, regulando el lenguaje, la memoria, el razonamiento, el comportamiento o la conciencia. Cuando ellas se afectan localmente provocan "demencias" o "ataques cerebrales". Estos últimos son consecuencia de fallas en la irrigación sanguínea, ya sea porque un trombo ocluye una arteria o porque se rompe una arteria cerebral dejando una zona sin irrigación. Estas últimas neuronas hasta ahora aparecen como irreemplazables, ya que para realizar su función han debido establecer durante su desarrollo, numerosas y complejas conexiones, que no se puede pretender que las retomen células nuevas.
Ante estas nuevas posibilidades de reemplazos de células cerebrales dañadas por células nuevas, se ha pensado en primer término en utilizar células embrionarias, que parecen las más promisorias, pero no han sido las únicas. Igual propiedad pueden también tener células fetales, las células troncales provenientes de tejidos adultos, o células provenientes de algunos tumores o células de cerdos u otros animales. Hasta ahora se estudian múltiples posibilidades, pero se piensa que las más adecuadas son las células embrionarias, por su capacidad totipotencial de madurar hacia diversos tejidos, según sean modificadas las condiciones de cultivo.
Enfermedad de Parkinson
Esta enfermedad que afecta a un grupo de neuronas específicas productoras de dopamina, y que se ubican en un lugar específico del cerebro, parece como la más adecuada para ensayar un tratamiento de reemplazo neuronal.
Hace algunos años, un grupo de investigadores comunicó que al implantar en el cerebro de enfermos de Parkinson, células inmaduras productoras de dopamina obtenidas de cerebros fetales, habían logrado una persistente mejoría en muchos de ellos. Sin embargo la experiencia fue criticada por razones éticas (uso de tejido fetal), y por las dificultades logísticas para disponer de la suficiente cantidad de células. Se necesitaban seis cerebros de fetos de dos meses de edad, para tratar un paciente.
Ole Isacson, investigador de la Universidad de Harvard, trabajando con una versión de enfermedad de Parkinson en ratas, les implantó en el cerebro células embrionarias, que posteriormente se diferenciaron hacia células productoras de dopamina, como también a otros tipos de células. Observó un considerable alivio de los síntomas en los animales (Science, 11 Enero 2002, Pág. 254). Sin embargo estas potentes células hiper-activas produjeron en el 20% de los cerebros de las ratas, sobrecrecimientos no cancerosos.
Con el fin de evitar esta complicación, Ronald McKay y sus colaboradores han cultivado previamente las células embrionarias "in vitro", para posteriormente, en etapas más desarrolladas, implantarlas en las ratas enfermas de Parkinson. Con esta técnica observaron que las ratas mejoraron notablemente sus funciones motoras y no se desarrolló la complicación de sobrecrecimientos (Science, Vol. 297, Julio 2002, Pág. 501). Se espera que en una próxima etapa pueda iniciarse el tratamiento en humanos.
Enfermedad de Huntington
Al igual que la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington se debe a la degeneración de un tipo específico de células ubicadas en la región subcortical, llamada "striatum". Sin embargo el tratamiento con células de repuesto aparece como más complicado, dado que estas células no sólo requieren ser aceptadas en el cerebro sino que además requiere que se reconecten a un circuito bastante complejo.
A pesar de esta dificultad, se ha estado ensayando el implante celular del mismo modo que en la enfermedad de Parkinson. En un estudio piloto, realizado hace varios años por investigadores de la Universidad de South Florida, Tampa, inyectaron neuronas del striatum en el cerebro de siete pacientes con enfermedad de Huntington. Ellas fueron obtenidas de fetos humanos. Los síntomas no parecieron aliviarse, pero en un paciente fallecido 18 meses después, se encontró que muchas de las nuevas neuronas implantadas se habían integrado dentro del cerebro (Proceeding of the National Academy of Science, 5 de Diciembre de 2000).
Otra investigación de la Agencia Biomédica Francesa (INSERM) también ha implantado células fetales estriatales en cinco pacientes de Huntington, observando mejoría en tres de ellos, la que ha persistido durante cinco años. En vista de estos resultados, se iniciará próximamente un ensayo en que participarán varios centros europeos, para implantar a 100 pacientes de la enfermedad de Huntington con células estriatales (Science: Vol. 297, año 2002, Pág. 501).
Esclerosis lateral amiotrófica
Enfermedad también llamada de "Lou Gehrig", en nombre de un famoso jugador de baseball americano, que la padeció, falleciendo posteriormente. También ella daña a un tipo de neuronas motoras ubicadas en todas las capas de la médula espinal. Hasta ahora no se conoce la causa de por qué se dañan estas células, y se estima que el problema comienza con los astrocitos que la rodean.
El daño se produce a través de toda la médula espinal, por lo que el reemplazo deberá hacerse con células precursoras de neuronas en etapas muy primitivas de desarrollo, cuando ellas son todavía capaces de migrar a grandes distancias.
Una fundación privada (At Project ALS) con sede en la Universidad de Harvard y la Universidad de John Hopking, está tratando de encontrar el tipo de células que serían las más apropiadas. El grupo del John Hopking ha ubicado un tipo de células totipotenciales de origen embrionario, obtenidas de fetos abortados. En el año 2001 anunciaron haber obtenido buenos resultados en ensayos de ratas paralizadas. En la actualidad están ensayando igual tratamiento en 50 monos verdes africanos, pero aún no tienen resultados.
Mientras tanto, el grupo de Harvard está ensayando también en ratas, distintos tipos de células troncales obtenidas tanto de fetos como de cordón umbilical humano o de células troncales adultas de fibroblastos.
Esclerosis múltiple
En esta enfermedad no se destruyen las neuronas, sino unas pequeñas células llamadas "oligodendrocitos", que producen una proteína aislante de los nervios, llamada "mielina", lo que permite la normal conducción eléctrica de los impulsos a través de los nervios. Porque se trata de células fácilmente identificables y localizadas homogéneamente en todo el sistema nervioso, Steven Goldman de la Universidad de Cornell, cree que son buenas candidatas para que respondan a la terapia de reemplazo de células.
Hoy científicos de la Universidad de Yale están investigando con diferentes tipos de células troncales, ya sea de tejido cerebral obtenido de intervenciones quirúrgicas como también de células obtenidas de nervios periféricos humanos.
En la actualidad están tratando cinco pacientes de Esclerosis Múltiple mediante la inyección cerebral de sus propias células de Schwann (oligodendrocitos). También esperan cultivar "in vitro" estas mismas células, con el objeto de obtener un mayor número de ellas para inyectarlas en diferentes partes de la médula espinal.
Enfermedad de Alzheimer
Aquí las posibilidades de reemplazar neuronas dañadas son mucho más remotas. Esta enfermedad ataca a neuronas que están ubicadas en todo el cerebro. El daño es tan disperso que difícilmente se puede esperar reemplazarlas. Más aún, ellas están relacionadas con todas las altas funciones cognitivas y entre otras cosas, guardan la información de la memoria de toda la vida, actuando a través de múltiples interconexiones. Mal se puede esperar que sean reemplazadas por neuronas nuevas. Antes hay un largo, muy largo camino que recorrer.
En resumen, la terapia de reemplazo de células dañadas del sistema nervioso parece ser realmente una posibilidad para el tratamiento de algunas enfermedades crónicas, siempre y cuando las células dañadas estén bien localizadas y sus funciones sean específicas, y que no requieran de complejas interconexiones, que normalmente ocurren durante el período fetal o en los primeros años de vida.