Al injertar células madre directamente en el cerebro, los científicos invirtieron con éxito los defectos neuronales de nacimiento en ratones a cuyas madres se les administró heroína durante el embarazo. Aunque la mayoría de las células transplantadas no sobrevivieron, indujeron a las células cerebrales a que efectuaran reparaciones extensivas.

Las células madre transplantadas ya se han manifestado como la promesa de invertir daño cerebral causado por derrames cerebrales así como, el daño proveniente de enfermedades neurológicas como Mal de Parkinson, Alzheimer y la Enfermedad de Huntington. Pero su uso para tratar defectos de nacimiento es relativamente nuevo. En los últimos años, un puñado de equipos de investigación han estado desarrollando terapias basadas en las células madre para roedores con defectos de nacimiento reales, o simulados, en el cerebro. 

Joseph Yanai, director del Laboratorio Ross para Estudios de Defectos de Nacimiento Neuronales en la Universidad Hebrea – Facultad de Medicina Hadaza, en Jerusalem, dice que las terapias con células madre son ideales para tratar defectos de nacimiento donde el mecanismo del daño es multifacético o está mal comprendido. “Si utilizas células madre neuronales, son como tus doctores pequeños. Buscan el defecto, lo diagnostican, y diferencian lo que se necesita para reparar el defecto. De cierta manera hacen mi trabajo”, comenta Yanai.

Yanai y sus colegas comenzaron con ratones que habían sido expuestos a heroína en su vida intrauterina. Estos ratones padecen problemas de aprendizaje; por ejemplo, cuando se les pone en un tanque con agua turbia, les lleva más tiempo que a los ratones normales encontrar el camino de vuelta hasta una plataforma sumergida. Y en sus hipocampos (un área del cerebro asociada con la memoria y el desplazamiento), se alteran los senderos bioquímicos críticos y se producen menos células nuevas.

Todos esos problemas se resuelven rápidamente cuando los investigadores inyectan células madre neuronales obtenidas de embriones de ratones a los cerebros de los animales expuestos a la heroína. Al nadar, los ratones tratados alcanzaron a sus homólogos normales, y desaparecieron sus carencias bioquímicas. Yanai anunció estos hallazgos en 2007 y 2008.

Esos resultados espectaculares fueron sorprendentes, considerando que sólo una fracción del porcentaje de las células madre transplantadas sobreviven dentro del cerebro de los ratones. Pero concuerdan con un consenso emergente de cómo realizan las células madre adultas sus múltiples funciones a través de los llamados efectos de acompañantes o de circunstantes. Además de simplemente generar reemplazos para las células dañadas, las células madre parecen producir señales que estimulan a otras células para que realicen el mantenimiento normal de los órganos y que inicien el control de daños.

“El efecto de acompañante es un aspecto importante de la biología de las células madre que simplemente no fue suficientemente reconocido”, dice Evan Zinder, que dirige el Centro de Investigación de Células Madre en el Instituto Burnham para Investigación Médica, en California, y cuyo grupo de investigación acuñó el término en el 2002. “Puede que esa sea realmente una oportunidad a corto plazo en el área de las células madre, al aprovechar eso, y no el aspecto de reemplazo de células que nosotros siempre consideramos como la clave de la biología de las células madre en la medicina regenerativa”.

Cesar Borlongan, un profesor y vicepresidente de investigación del departamento de neurocirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad de South Florida, utiliza un modelo diferente para explorar el uso del tratamiento de células madre para chicos con daño cerebral. Al restringir deliberadamente el flujo de sangre y oxígeno al cerebro de ratas recién nacidas, él y sus colegas simulan los efectos del derrame cerebral en los bebés, un hecho devastador que causa daño cerebral en bebes recién nacidos que es imposible de tratar.

De un modo parecido a Yanai, Borlongan descubrió que al inyectar células madre en los cerebros de ratas enfermas, se invertían algunos de los problemas de comportamiento que habían surgido antes del tratamiento. Por ejemplo, las ratas tratadas pudieron balancearse más tiempo en una barra giratoria.

Para acercar esta terapia a los ensayos clínicos en humanos, Borlongan experimentó con la administración de las células madre por vía intravenosa. En julio pasado, en la versión online de la Publicación sobre Flujo de la Sangre del Cerebro y el Metabolismo, él y sus colegas anunciaron que las células madre transplantadas producían el mismo resultado en ratas sin tener en cuenta si se las hubieran administrado por vía intravenosa o si se las hubieran inyectado directamente en el cerebro.

Yanai tuvo un éxito parecido con la administración por vía intravenosa en sus modelos expuestos a la heroína, y piensa anunciarlo en el encuentro anual de este año de la Sociedad Internacional para la Investigación de las Células Madre, en Barcelona.

Según Borlongan, las células madre inyectadas pueden migrar de la sangre al cerebro por dos razones. Primero, el cerebro dañado envía señales químicas que reclutan a las células. Y segundo, el daño cerebral puede comprometer la barrera entre el cerebro y la sangre, que es la que controla que substancias pueden ingresar en el cerebro. 

Sin embargo, no todo el mundo está entusiasmado con el método intravenoso. Darwin Prockop, director del Instituto de Medicina Regenerativa en la Texas A&M Health Science Center College of Medicine, advierte que las células inyectadas pueden alojarse en otros órganos, hasta en los pulmones, causando efectos secundarios no queridos y a veces hasta letales. Y según Evan Zinder, tal vez sea innecesario ingresar a través del torrente sanguíneo; su grupo no notó mayores riesgos asociados a inyecciones directas en el cerebro, una ruta que consideran como clínicamente factible en los seres humanos. 

Pero todas estas terapias involucran introducir células ajenas en el cuerpo, y por lo tanto, se corre el riego de provocar una respuesta inmune potencialmente peligrosa. Hasta la fecha, en la mayoría de los estudios los roedores tratados se tratan con inmuno-represores poderosos. Actualmente, Yanai está explorando los tratamientos personalizados para evitar este tema: las células se extraen del animal que va a ser tratado, se las trata para que vuelvan a un estado semejante al de las células madre, y luego se las transplanta. Como se originan en un animal tratado, las células se reconocen como “propias” y el sistema inmune las ignora.

Recientemente, Borlongan descubrió que los inmuno-represores son innecesarios en el modelo de los bebés con derrame cerebral. Como él trata a los roedores cuando son muy jóvenes, sus sistemas inmunológicos todavía inmaduros no se inmutan ante las células madre transplantadas. Borlongan hace notar que una respuesta inmune de nivel bajo es incluso beneficiosa: al reducirse la cantidad de células que sobreviven a largo plazo, puede reducir la posibilidad de que las células inyectadas se reproduzcan descontroladamente y se formen tumores.

No obstante, según Prockop, el riesgo de la aparición de tumores es una preocupación seria con cualquiera de las terapias basadas en las células madre. Y mientras se siente optimista respecto al futuro de las terapias de células para tratar una variedad amplia de enfermedades, él pide cautela y conciencia al considerar defectos de nacimiento severos. Él dice que “el gran peligro estriba en tomar a un niño que puede estar condenado a morir en pocos años y transformarlo en un inválido de por vida que necesite atención y cuidados continuos. Por lo tanto, si lo piensas bien, las perspectivas son extremadamente preocupantes. Si no obtienes una cura completa, puedes estar causando más daño que beneficios”.

Copyright Technology Review 2008