Regeneración de neuronas

Hasta hace poco tiempo se consideraba que la producción de nuevas neuronas después del nacimiento era un fenómeno que ocurría en algunos vertebrados pero no en la especie humana. Desde hace unos años, han aparecido estudios que confirman que en nuestro cerebro no sólo hay células madre sino que también hay neurogénesis, producción de nuevas neuronas. Un grupo de investigadores de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) y de la Academia Sahigrenska de Goteborg (Suecia), acaban de publicar en Sciencie, los resultados de una investigación que muestra la ruta que siguen la células madre, capaces de producir nuevas neuronas, hasta alcanzar el bulbo olfatorio.

La ruta que siguen los precursores neuronales parte de una zona del cerebro, los ventrículos laterales, donde se encuentra la fuente originaria de estas células. A través del líquido que baña estas cavidades y el resto del cerebro, estas células alcanzan el bulbo olfatorio, desplazándose unos 20 mm. La imagen de esta ruta se captó con técnicas de microscopía y resonancia magnética. Este hallazgo podría ser un primer paso para movilizar estas células hacia zonas del cerebro dañadas. Por otro lado, también permite pensar en la posibilidad del bulbo olfatorio como fuente de estas células, aptas para ser trasplantadas.

En 1998 se demostró la existencia de neurogénesis en el cerebro adulto. El investigador español José Manuel García Verdugo (Universidad de Valencia) en colaboración con el mexicano Arturo Alvarez-Buylla (Universidad de California) demostraron que la neurogénesis es obra de células madre neuronales con las características propias de los astrocitos, células en forma de estrella que garantizan el funcionamiento de las neuronas. También describieron la «cuna» de las células madre neuronales, situada en la zona subventricular. El trabajo fue publicado hace tres años en Nature. Posteriormente mostraron el camino por el que las nuevas neuronas llegaban al bulbo olfatorio, pero sólo en ratones, tal y como divulgaron en Sciencie.

Los datos revelan que las neuronas se renuevan de forma constante en el cerebro adulto de mamíferos y otras especies animales, incluido el ser humano. Este hecho biológico, constatado de forma fehaciente en los últimos años, ha significado la caída de uno de los grandes dogmas de la biología según el cual las células nerviosas eran las mismas durante toda la vida. Fernando Nottebohm, director del Laboratorio de Conducta Animal de la Universidad Rockefeller (Nueva York), contribuyó decisivamente al demostrar que en el cerebro adulto de canarios se produce un constante reemplazo neuronal coincidiendo con el aprendizaje de nuevos cantos.

La primera demostración de reemplazo neuronal en adultos fue gracias a un marcador radiactivo del ADN celular y constató que había muchas neuronas que nacían y que, en poco tiempo, eran plenamente funcionales. Si sufrimos una lesión (un accidente vascular cerebral, una fractura de cráneo o padecemos alguna enfermedad degenerativa como el Alzheimer), se destruyen miles de neuronas y se desconectan los circuitos entre ellas haciendo imposible la realización de las funciones que tienen encomendadas. Para impedir que en circunstancias naturales, en ausencia de lesión o enfermedad, se produzca muerte celular, las neuronas están dotadas de mecanismos de autorreparación y autoremodelación constante.

Unas sustancias químicas llamadas neurotrofinas o factores de crecimiento nervioso, que se sintetizan en neuronas especializadas, son las mediadoras del proceso. La ciencia avanza en el conocimiento de la regeneración neuronal por lo que, según creen los especialistas, en años venideros surgirán soluciones terapéuticas para diversas enfermedades que causen daño cerebral o de la médula espinal.

En 2003, el equipo de Maurice A. Curtis, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda), publicó el hallazgo de que en la enfermedad de Huntington se produce regeneración neuronal espontánea en la vecindad del núcleo caudado, que es la zona dañada en este proceso. Al confirmar que la neurogénesis ocurre en diversas zonas del cerebro, tanto de manera natural como en respuesta a distintas lesiones, cobra más verosimilitud la posibilidad de que funcionen los transplantes de neuronas y aumenta el interés por encontrar cómo promover la neurogénesis de manera artificial, actuando sobre los genes, proteínas y factores tróficos que la regulan.

Pronto se cumplirán 100 años desde que Ramón y Cajal vaticinó la regeneración neuronal. El premio Nobel se adelantó con creces a su tiempo ya que el cerebro pasó de ser considerado un sistema estático a otro en constante cambio. En 1905, Cajal inició el estudio de la degeneración y regeneración del sistema nervioso, publicando numerosos artículos que fueron resumidos en el libro Estudios sobre la Degeneración y Regeneración del sistema nervioso.

Aún hoy vigente, Cajal afirmaba que cualquier axón seccionado podía regenerarse. Observó que al producirse la sección de un axón, la porción proximal que quedaba vinculada al cuerpo de la neurona intentaba regenerarse. Este tipo de regeneración fue denominado «brote abortivo», porque si bien en el extremo proximal del axón seccionado se producían yemas de múltiples prolongaciones, éstas eran de muy corta distancia. Como contrapartida, estudios posteriores demostraron que los axones son capaces de regenerarse en trayectos extensos.

Uno de las mayores aportaciones de Cajal fue la de demostrar que el sistema nervioso estaba formado por una red de células nerviosas que estaban contiguas pero manteniendo la independencia entre ellas, contrariamente a lo que se había creído hasta entonces. En 1920, los principios teóricos de Cajal se confirmaron experimentalmente: la transmisión entre las neuronas se realizaba no a través de impulsos eléctricos sino a través de sustancias químicas. El sistema nervioso central está formado por unos 100.000 millones de neuronas conectadas unas con otras y responsables del control de todas las funciones mentales.

Cada una de estas células está formada por un núcleo, que controla todas las actividades celulares y un citoplasma o cuerpo celular de donde emergen las prolongaciones nerviosas: el axón y las dendritas. El axón trasmite mensajes de una neurona a otra y puede llegar a medir más de un metro, como en el caso de las neuronas que transmiten un impulso desde la corteza cerebral hasta la zona inferior de la médula espinal. Las dendritas son las ramificaciones del cuerpo celular que reciben los mensajes que llegan a través de los axones de otras neuronas. Cada neurona está conectada con miles y miles de otras neuronas a través de axones y dendritas. Los puntos de contacto son las sinapsis, de las que cada neurona tiene por término medio hasta 15.000.

Al llegar el impulso en forma de potencial eléctrico al final del axón origina la liberación de unos mensajeros químicos (neurotransmisores) que atraviesan el espacio entre las sinapsis y se acoplan a las dendritas de la neurona vecina. Los fármacos del sistema nervioso actúan precisamente a este nivel, potenciando o inhibiendo los neurotransmisores. El papel fundamental de las neuronas es comunicarse entre sí millones de veces por segundo. Nuestro sistema nervioso es como una gran red de telecomunicación por la que circulan, día y noche, millones de llamadas telefónicas a velocidades increíbles.