Un grupo de investigación del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV) ha descubierto que la autofagia -mecanismo de reciclaje celular- permite a las células madre neurales entrar en reposo tras la primera semana de vida, pasando a formar parte de la reserva necesaria para la formación de neuronas en la edad adulta.
Los resultados de esta investigación, publicados en ‘Nature Communications’, mejoran el conocimiento del neurodesarrollo y la comprensión del desarrollo del cerebro y ayudan a diseñar estrategias para paliar los efectos negativos del envejecimiento a nivel cerebral, con un impacto en futuros tratamientos de enfermedades neurodegenerativas, ha informado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El cerebro humano genera constantemente nuevas neuronas, incluso durante la etapa adulta y para ello cuenta con reservas de células madre neurales, que se encuentran en reposo, "como dormidas", tras su proliferación durante la formación del cerebro pero pueden ser reclutadas (despertadas) para formar neuronas totalmente funcionales.
La científica del CSIC que lidera el estudio, Helena Mira Aparicio, ha explicado que hasta ahora "se desconocía cómo se establecen estos reservorios. En este trabajo desvelamos por primera vez un mecanismo intrínseco de las propias células madre neurales necesario para pasar, de forma masiva, desde el estado proliferativo al estado de reposo característico del adulto".
Su equipo de Células Madre y Envejecimiento en el IBV ya había identificado las señales externas que controlan el equilibrio entre reposo y actividad de las células madre en la etapa adulta.
"Ahora mostramos que la primera entrada de las células madre al estado de reposo durante la fase posnatal temprana está regulada por un proceso celular diferente, denominado autofagia", ha revelado.
La científica castellonense ha puntualizado que la autofagia es "un mecanismo de reciclaje implicado en eliminar componentes dañados, como por ejemplo agregados de proteínas, para salvaguardar la integridad celular. Si este proceso falla, las células madre son incapaces de entrar en reposo".
El estudio se realizó empleando animales transgénicos con células madre deficientes en Atg7, un gen clave para la autofagia. También han empleado cultivos de células madre aisladas del hipocampo de ratones y manipuladas con pequeñas moléculas que activan o inhiben la autofagia.
"Cuando las células madre entran en reposo se acumulan agregados de proteínas y hay un aumento en la maquinaria autofágica para reciclar estos agregados. Si se interfiere en este proceso, las células continúan dividiéndose", ha descrito.
"Una vez adquieren el estado de reposo, necesitan que funcione la autofagia correctamente para mantenerse inactivas y no agotarse precozmente. Por tanto, la autofagia controla la conversión de las células precursoras del neurodesarrollo en células madre características del adulto", ha finalizado Mira.
Despertar a las células madre, un resultado alentador
Además de ahondar en el conocimiento básico sobre el neurodesarrollo, "la identificación de la autofagia como mecanismo capaz de controlar la entrada y salida del estado de reposo de las células madre neurales puede tener implicaciones en envejecimiento", ha afirmado la investigadora del CSIC.
"Durante el envejecimiento, y en enfermedades neurodegenerativas asociadas a la edad como el alzhéimer, hay una menor producción de neuronas granulares hipocampales. Sabemos que esto se debe a que las células madre neurales disminuyen en número y además están cada vez más profundamente 'dormidas'. Hemos visto en los modelos celulares con los que trabajamos que la modulación farmacológica y genética de la autofagia es suficiente para 'despertar' a las células madre, un resultado alentador”, según Mira.
Así, "la activación de las reservas de células madre endógenas para favorecer la producción controlada de nuevas neuronas y su integración en los circuitos neurales puede ser una vía de intervención para paliar algunos efectos asociados al envejecimiento cerebral tanto sano como patológico", ha concluido.
