Es posible reemplazar conexiones neuronales dañadas con la introducción de sinapsis diseñadas sintéticamente
Pablo Javier Piacente
Un nuevo estudio demuestra que es posible reemplazar conexiones neuronales dañadas con la introducción de sinapsis diseñadas sintéticamente. El avance fue concretado en gusanos, y podría ser el paso inicial hacia la reparación genética del cerebro humano.
Un equipo de investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén ha dado un primer paso hacia la recuperación genética de circuitos cerebrales dañados. Crearon sinapsis sintéticas para reemplazar conexiones neuronales faltantes en pequeños gusanos C. elegans translúcidos, que recuperaron así la sensibilidad olfativa perdida por un daño cerebral.
Según una nota de prensa, los neurocientíficos diseñaron una red neuronal sintética destinada a reemplazar circuitos dañados en los gusanos, obteniendo la recuperación de las funciones perdidas. En este caso, el objetivo era reinstalar las respuestas a estímulos de olor.
De acuerdo a las conclusiones del estudio, publicado recientemente en la revista Cell Systems, no solamente se consiguieron recuperar los estímulos mencionados, sino que además en ausencia de la solución genéticamente modificada las respuestas volvían a disminuir.
En consecuencia, los especialistas creen que este avance puede ser un excelente comienzo para un camino que conduzca hacia la reparación o recuperación de cerebros humanos dañados a través de modificaciones genéticas.
El gusano C. elegans podría tener la clave para la recuperación genética de circuitos cerebrales dañados. Crédito: Universidad Hebrea de Jerusalén.
Sinapsis artificiales para un “nuevo” cerebro
Es sabido que las sinapsis o conexiones entre las neuronas son básicas para el establecimiento de las redes neuronales que hacen posible concretar las diferentes funciones cerebrales, como por ejemplo aquellas ligadas a la memoria o el aprendizaje.
Cuando se produce un daño cerebral por cualquier causa o se hacen presentes los síntomas de una enfermedad neurodegenerativa, una de las primeras manifestaciones es la pérdida de las sinapsis o conexiones neuronales.
Sin embargo, si existiera la posibilidad de reemplazar estas conexiones faltantes mediante la introducción de sinapsis artificiales, diseñadas genéticamente en función de cada necesidad específica, no estaríamos tan lejos del sueño de “reparar” por completo al cerebro para darle una nueva vida.
Justamente estas sinapsis artificiales son las que consiguieron introducir los científicos israelíes en los minúsculos gusanos C. elegans. Según el Dr. Ithai Rabinowitch, neurobiólogo en la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea en Jerusalén y líder del grupo de investigadores, “aunque se trata de un descubrimiento que hasta ahora se ha limitado a un gusano diminuto, abre la puerta a aplicaciones potenciales que pueden ser relevantes en el futuro para los humanos”, indicó.
El camino genético
En la actualidad se emplean diferentes enfoques para abordar el daño cerebral en el ser humano, como por ejemplo las interfaces cerebro-ordenador, que intentan redireccionar el flujo de información perdido hacia regiones cerebrales no dañadas.
Ahora, este nuevo estudio abre una ruta potencial para abordar el daño cerebral desde otro punto de vista, tanto en el caso de efectos físicos directos como traumas o derrames cerebrales o frente a enfermedad neurológicas.
La investigación comprueba que las variaciones genéticamente modificadas en la conectividad cerebral pueden obtener los mismos resultados que las conexiones neuronales biológicas, cuando las mismas se encuentran afectadas o inutilizadas.
Por otro lado, los investigadores destacaron que aunque la especie elegida para el estudio posee un sistema nervioso muy simple, es una excelente alternativa considerando que se trata de un organismo multicelular que, aunque parezca extraño, comparte distintas similitudes con el ser humano.
“Creemos que algún día será factible aplicar terapias genéticas basadas en el cableado sintético del cerebro humano como posibles tratamientos para enfermedades y daños cerebrales devastadores», concluyó el Dr. Rabinowitch.
De aquí en más, los especialistas realizarán pruebas más profundas del impacto biológico de las conexiones neuronales insertadas genéticamente, además de aplicar el enfoque a otros circuitos neuronales y a otros organismos.
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Referencia
Circumventing Neural Damage in a C. elegans Chemosensory Circuit Using Genetically Engineered Synapses. Ithai Rabinowitch et al. Cell Systems (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.12.003
Foto de portada: Pete Linforth en Pixabay.
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