Científicos revierten el daño causado por un derrame cerebral utilizando células madre en un estudio revolucionario
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Una nueva terapia con células madre ayudó a ratones con daño cerebral por accidente cerebrovascular a recuperar la coordinación, al tiempo que reveló signos inesperados de reparación cerebral. Los hallazgos podrían cambiar la forma en que los científicos conciben la recuperación tras una lesión cerebral grave.
Los científicos han descubierto que las células cerebrales derivadas de células madre trasplantadas pueden hacer mucho más que simplemente sobrevivir después de un derrame cerebral.
Un tratamiento con células madre ayudó a ratones a recuperarse de accidentes cerebrovasculares al reconstruir las conexiones cerebrales dañadas, restaurar los vasos sanguíneos y mejorar el movimiento, según una nueva investigación de la Universidad de Zúrich y la Universidad del Sur de California . Estos hallazgos generan esperanzas de que futuras terapias puedan algún día reparar el daño causado por un accidente cerebrovascular que actualmente se considera permanente.
El ictus sigue siendo una de las principales causas de discapacidad a largo plazo en el mundo. Cuando se interrumpe el flujo sanguíneo a una parte del cerebro, las células, al no recibir suficiente oxígeno, mueren en cuestión de minutos. A diferencia de la piel o los huesos, el cerebro tiene una capacidad limitada para regenerar el tejido perdido, lo que provoca que muchos supervivientes sufran parálisis permanente, problemas del habla o pérdida de memoria.
Los científicos han dedicado años a buscar maneras de ayudar al cerebro a regenerarse. En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron células progenitoras neuronales, células en etapa temprana capaces de desarrollarse en diferentes tipos de tejido cerebral. Estas células se crearon a partir de células madre pluripotentes inducidas, que son células humanas adultas reprogramadas a un estado similar al de las células madre.
El equipo trasplantó estas células en el cerebro de ratones una semana después de un derrame cerebral. Este factor resultó crucial. Los trasplantes anteriores tuvieron una baja tasa de éxito debido a que el cerebro dañado aún estaba afectado por la inflamación y las señales químicas tóxicas. Esperar varios días permitió que las condiciones se estabilizaran lo suficiente para que las células trasplantadas se integraran correctamente.
Lo que sucedió a continuación sorprendió a los investigadores.
Nuevas neuronas y conexiones reconstruidas
Durante cinco semanas, las células trasplantadas sobrevivieron, se extendieron por el tejido cerebral circundante y maduraron, en su mayoría, hasta convertirse en neuronas funcionales. Muchas se transformaron en neuronas GABAérgicas, células cerebrales inhibitorias especializadas que ayudan a regular la actividad neuronal y que se ven gravemente afectadas tras un accidente cerebrovascular. Estas células son esenciales para equilibrar la señalización cerebral, prevenir la excitación excesiva y coordinar el movimiento.
Esta imagen muestra un corte coronal del cerebro de un ratón tras un accidente cerebrovascular y un trasplante de células madre neurales. El círculo discontinuo indica la zona afectada por el accidente cerebrovascular. Las proyecciones de las neuritas de las células humanas trasplantadas están teñidas de marrón oscuro. Las neuritas se extienden localmente hacia la corteza (CX), pero también a través del cuerpo calloso (CC) hacia el otro hemisferio cerebral. Crédito: Universidad de Zúrich
Las neuronas trasplantadas no coexistían simplemente con el tejido cerebral dañado. La evidencia sugiere que se comunicaban activamente con las células circundantes mediante sistemas de señalización molecular vinculados al crecimiento neuronal, la formación de sinapsis y la reparación tisular. Los investigadores identificaron varias vías principales implicadas en esta comunicación, como la neurexina, la neuregulina, la NCAM y la señalización SLIT, todas ellas asociadas a la reconstrucción de redes neuronales y a la reconexión de los axones.
El tratamiento con células madre también pareció desencadenar una respuesta curativa más amplia en todo el cerebro lesionado
Los ratones que recibieron los trasplantes desarrollaron significativamente más vasos sanguíneos cerca del lugar del accidente cerebrovascular, lo que mejoró la circulación en el tejido dañado. El tratamiento también redujo la actividad inflamatoria y fortaleció la barrera hematoencefálica, la membrana protectora que normalmente impide que las sustancias nocivas del torrente sanguíneo se filtren al cerebro. El daño a esta barrera contribuye en gran medida a la inflamación y a lesiones adicionales después de un accidente cerebrovascular.
Los investigadores también observaron un mayor crecimiento de las fibras nerviosas alrededor de la zona dañada. Algunas neuronas trasplantadas extendieron largas proyecciones hacia áreas relacionadas con el movimiento y el control sensorial, lo que sugiere que las nuevas células podrían haber comenzado a integrarse en los circuitos cerebrales existentes.
Mejoras en el movimiento y la coordinación
Para determinar si estos cambios biológicos se traducían en una recuperación real, los científicos utilizaron sistemas de seguimiento de movimiento asistidos por IA que analizaban la forma en que caminaban los ratones. Un accidente cerebrovascular suele afectar la coordinación, la colocación de las patas y el ritmo de la marcha. Los ratones tratados con células madre recuperaron gradualmente un movimiento más fluido y obtuvieron mejores resultados en tareas de equilibrio y motricidad fina que los animales no tratados.
La recuperación fue especialmente notable semanas después del trasplante, lo que indica que la terapia puede favorecer la reparación a largo plazo en lugar de proporcionar únicamente beneficios a corto plazo.
“Nuestros hallazgos demuestran que las células madre neurales no solo forman nuevas neuronas, sino que también inducen otros procesos de regeneración”, afirmó Christian Tackenberg, del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Zúrich.
Células madre neurales humanas en cultivo. Los núcleos celulares están teñidos de azul, la proteína filamentosa Nestin, específica de las células madre neurales, se muestra en verde y el factor de transcripción Sox1, también específico de las células madre neurales, en rojo. Crédito: Universidad de ZúrichEl estudio también abordó una de las mayores preocupaciones en torno a las terapias con células madre: la seguridad. Las células progenitoras neuronales se produjeron mediante métodos libres de animales, diseñados para garantizar su compatibilidad clínica futura. Los investigadores están desarrollando ahora mecanismos de seguridad integrados que podrían desactivar las células trasplantadas en caso de crecimiento anormal.
Otro objetivo fundamental es lograr un tratamiento menos invasivo. En los experimentos actuales, las células se implantaron directamente en el cerebro. Los científicos están investigando si las células madre podrían administrarse a través de los vasos sanguíneos, de forma similar a los procedimientos mínimamente invasivos para el tratamiento del ictus que ya se utilizan en los hospitales.
Diversos tipos de terapias con células madre ya han llegado a las primeras fases de ensayos clínicos en humanos para enfermedades neurológicas, incluida la enfermedad de Parkinson. El ictus podría convertirse en uno de los próximos objetivos principales.
Aún quedan preguntas importantes por responder.
Aún quedan importantes obstáculos. Los experimentos se realizaron en ratones genéticamente modificados cuyos sistemas inmunitarios no rechazarían las células humanas, y los investigadores todavía no han demostrado que las neuronas trasplantadas se integren completamente en redes cerebrales similares a las humanas a largo plazo.
“Necesitamos minimizar los riesgos y simplificar una posible aplicación en humanos”, dijo Tackenberg. “El accidente cerebrovascular podría ser una de las próximas enfermedades para las que sea posible realizar un ensayo clínico”.
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Referencia:
“Los xenoinjertos neuronales contribuyen a la recuperación a largo plazo en accidentes cerebrovasculares a través de la interferencia molecular entre el injerto y el huésped” por Rebecca Z. Weber, Beatriz Achón Buil, Nora H. Rentsch, Patrick Perron, Stefanie Halliday, Allison Bosworth, Mingzi Zhang, Kassandra Kisler, Chantal Bodenmann, Kathrin J. Zürcher, Daniela Uhr, Debora Meier, Siri L. Peter, Melanie Generali, Shuo Lin, Markus A. Rüegg, Roger M. Nitsch, Christian Tackenberg y Ruslan Rust, 16 de septiembre de 2025, Nature Communications .
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Fuente:
