Las enfermedades neurodegenerativas atacan a las células madre del cerebro e impiden generar nuevas neuronas

Un equipo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha revelado que las enfermedades neurodegenerativas atacan las células madre del cerebro humano e impiden la generación de nuevas neuronas. El estudio, publicado en la revista Science, demuestra además la existencia de células madre en una región del cerebro humano adulto denominada hipocampo. La proliferación de dichas células madre permite la generación de nuevas neuronas a lo largo de toda la vida, un proceso conocido como neurogénesis hipocampal adulta.

Los resultados obtenidos profundizan en el conocimiento del cerebro humano y permitirán sentar las bases para el desarrollo futuro de herramientas terapéuticas y de regeneración que frenen el avance de las enfermedades neurodegenerativas. Este estudio revela por primera vez que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta se encuentra gravemente dañado en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Huntington, párkinson, demencia con cuerpos de Lewy, y demencia frontotemporal, explica la directora del estudio, Maria Llorens-Martín, investigadora del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid. Cada una de estas enfermedades genera una “firma” celular propia, dañando de manera más acusada a determinadas sub-poblaciones celulares que forman parte del proceso de neurogénesis hipocampal adulta.

«Este estudio demuestra que las alteraciones en el proceso de neurogénesis hipocampal adulta están íntimamente relacionadas con el funcionamiento del nicho celular del hipocampo en nuestra especie, y, en particular, que dicha estructura se transforma en un ambiente hostil para el nacimiento y maduración de las nuevas neuronas durante el envejecimiento fisiológico y patológico», detalla Llorens-Martín.

Un nicho celular especializado

«En el cerebro adulto, la generación de nuevas neuronas a partir de células madre es posible gracias a la existencia de un nicho celular especializado presente en muy pocas regiones del cerebro, entre ellas, el hipocampo, y que posee una compleja estructura formada por células gliales y vasos sanguíneos», indica Llorens-Martín.

La existencia y composición celular de este nicho en el ser humano eran desconocidas hasta el momento, añade. Su descubrimiento ha sido posible gracias a la utilización de muestras cerebrales humanas de la más alta calidad y excelente grado de conservación, así como al perfeccionamiento de sofisticadas técnicas de laboratorio desarrolladas por los investigadores del laboratorio de Llorens-Martín.

Este trabajo muestra que tanto el propio proceso de neurogénesis adulta como el nicho celular en el que se generan las nuevas neuronas sufren cambios a lo largo de la vida. «En particular, hemos descubierto que el funcionamiento de las células de microglía, un tipo celular del sistema inmune encargado de regular el número y la maduración de las nuevas neuronas que se generan en el hipocampo, está dañado en personas de avanzada edad», afirma Llorens-Martín.

Todo ello hace que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta disminuya a lo largo del envejecimiento, aunque sigue teniendo lugar hasta la décima década de edad, tal y como demuestran investigaciones anteriores del grupo que lidera este estudio.

La ventaja de la plasticidad neural

El nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo confiere una gran capacidad de remodelación y adaptación al cerebro de los mamíferos, un concepto denominado plasticidad neural. Sin embargo, el hipocampo también presenta una notable vulnerabilidad a enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas, en las que algunas poblaciones celulares son más vulnerables a determinadas enfermedades que a otras.

En todos estos trastornos neurodegenerativos, se ha observado una reducción en la actividad proliferativa de las células madre y un aumento de su quiescencia. Además, las nuevas neuronas generadas presentaban importantes defectos en su maduración, no consiguiendo completarla de manera adecuada y adquiriendo morfologías aberrantes.

Este trabajo, liderado por investigadores del CSIC y con participación de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), CIBERNED, la Fundación CIEN, la Universidad Europea de Madrid y CONYCET, ha sido financiado por organismos nacionales e internacionales entre los que destacan el European Research Council mediante un proyecto ERC Consolidator Grant, el Ministerio de Ciencia e Innovación, y la Alzheime´s Association.