Célula madre neural, célula en gran parte indiferenciada que se origina en el sistema nervioso central. Las células madre neurales (NSC) tienen el potencial de dar lugar a células descendientes que crecen y se diferencian en neuronas y células gliales (células no neuronales que aíslan a las neuronas y mejoran la velocidad a la que las neuronas envían señales).
Durante años se pensó que el cerebro era un sistema cerrado y fijo. Incluso el renombrado neuroanatomista español Santiago Ramón y Cajal, que ganó el Premio Nobel de Fisiología en 1906 por establecer la neurona como la célula fundamental del cerebro, desconocía los mecanismos de la neurogénesis (la formación de tejido nervioso) durante su, por otra parte, notable carrera. En la segunda mitad del siglo XX sólo hubo un puñado de descubrimientos, principalmente en ratas, aves y primates, que insinuaban la capacidad regenerativa de las células cerebrales. Durante este tiempo, los científicos suponían que, una vez que el cerebro se dañaba o empezaba a deteriorarse, no podía regenerar nuevas células del modo en que lo hacen otros tipos de células, como las del hígado y la piel. Se pensaba que la generación de nuevas células cerebrales en el cerebro adulto era imposible, ya que una nueva célula nunca podría integrarse completamente en el complejo sistema existente del cerebro. No fue hasta 1998 cuando se descubrieron las NSC en humanos, encontradas primero en una región del cerebro llamada hipocampo, que se sabía que era fundamental para la formación de recuerdos. Más tarde se descubrió que las NSC estaban activas en los bulbos olfatorios (una zona que procesa el olor) y latentes e inactivas en el septum (una zona que procesa la emoción), el estriado (una zona que procesa el movimiento) y la médula espinal.
Hoy en día los científicos están investigando productos farmacéuticos que podrían activar las NSC latentes en caso de que las zonas donde se encuentran las neuronas resulten dañadas. Otras vías de investigación tratan de encontrar formas de trasplantar las NSC a las zonas dañadas y de obligarlas a migrar por ellas. Otros investigadores de células madre intentan tomar células madre de otras fuentes (por ejemplo, embriones) e influir en ellas para que se conviertan en neuronas o células gliales. Las más controvertidas de estas células madre son las obtenidas de embriones humanos, que deben ser destruidos para obtener las células. Los científicos han logrado crear células madre pluripotentes inducidas mediante la reprogramación de células somáticas adultas (células del cuerpo, excluyendo los espermatozoides y los óvulos) a través de la introducción de ciertos genes reguladores. Sin embargo, la generación de células reprogramadas requiere el uso de un retrovirus, por lo que estas células tienen el potencial de introducir en los pacientes virus nocivos causantes de cáncer. Las células madre embrionarias (CME) poseen un potencial asombroso, ya que son capaces de convertirse en cualquier tipo de célula que se encuentre en el cuerpo humano, pero es necesario seguir investigando para desarrollar mejores métodos de aislamiento y generación de CME.
La recuperación del ictus es un área de investigación en la que se ha descubierto mucho sobre la promesa y las complejidades de la terapia con células madre. Se pueden adoptar dos enfoques principales para la terapia con células madre: el enfoque endógeno o el enfoque exógeno. El enfoque endógeno se basa en la estimulación de las NSC adultas dentro del propio cuerpo del paciente. Estas células madre se encuentran en dos zonas del giro dentado (parte del hipocampo) en el cerebro, así como en el cuerpo estriado (parte de los ganglios basales situados en la profundidad de los hemisferios cerebrales), el neocórtex (el grosor exterior de la corteza cerebral altamente enrevesada) y la médula espinal. En modelos de rata, se han administrado factores de crecimiento (sustancias mediadoras del crecimiento celular), como el factor de crecimiento de fibroblastos 2, el factor de crecimiento endotelial vascular, el factor neurotrófico derivado del cerebro y la eritropoyetina, después de los accidentes cerebrovasculares, en un esfuerzo por inducir o mejorar la neurogénesis, evitando así el daño cerebral y estimulando la recuperación funcional. El factor de crecimiento más prometedor en los modelos de rata fue la eritropoyetina, que promueve la proliferación de células progenitoras neurales y ha demostrado inducir la neurogénesis y la mejora funcional tras un ictus embólico en ratas. A esto le siguieron ensayos clínicos en los que se administró eritropoyetina a una pequeña muestra de pacientes con ictus, que finalmente mostraron mejoras espectaculares respecto a los individuos del grupo placebo. La eritropoyetina también se ha mostrado prometedora en pacientes con esquizofrenia y en pacientes con esclerosis múltiple. Sin embargo, es necesario realizar más estudios en grupos más grandes de pacientes para confirmar la eficacia de la eritropoyetina.
Las terapias con células madre exógenas se basan en la extracción, el cultivo in vitro y el posterior trasplante de células madre en las regiones del cerebro afectadas por el accidente cerebrovascular. Los estudios han demostrado que las NSCs adultas pueden obtenerse de la circunvolución dentada, el hipocampo, la corteza cerebral y la materia blanca subcortical (capa por debajo de la corteza cerebral). Se han realizado estudios de trasplante reales en ratas con lesiones medulares utilizando células madre que habían sido biopsiadas de la zona subventricular (área subyacente a las paredes de las cavidades cerebrales llenas de líquido, o ventrículos) del cerebro adulto. Afortunadamente, la biopsia no produjo ningún déficit funcional. También se han realizado estudios en ratas en los que se han trasplantado CME o células madre neurales derivadas del feto y células progenitoras (células indiferenciadas; similares a las células madre pero con una capacidad de diferenciación más limitada) en regiones del cerebro dañadas por el ictus. En estos estudios, las NSC injertadas se diferenciaron con éxito en neuronas y células gliales, y hubo cierta recuperación funcional. Sin embargo, la principal advertencia de las terapias exógenas es que los científicos aún no comprenden del todo los mecanismos subyacentes de diferenciación de las células progenitoras y su integración en las redes neuronales existentes. Además, los científicos y los clínicos aún no saben cómo controlar la proliferación, la migración, la diferenciación y la supervivencia de las NSC y su progenie. Esto se debe al hecho de que las NSC están parcialmente reguladas por el microambiente especializado, o nicho, en el que residen.
También se ha investigado sobre las células madre hematopoyéticas (HSC), que normalmente se diferencian en células sanguíneas pero también pueden transdiferenciarse en linajes neuronales. Estas HSC pueden encontrarse en la médula ósea, la sangre del cordón umbilical y las células de la sangre periférica. Curiosamente, se ha comprobado que estas células se movilizan espontáneamente mediante ciertos tipos de accidentes cerebrovasculares y también pueden movilizarse aún más mediante el factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF). Los estudios sobre el G-CSF en ratas han demostrado que puede conducir a una mejora funcional tras el ictus, y los ensayos clínicos en humanos parecen prometedores. También se han realizado estudios exógenos en ratas con HSC. Las CMH se administraron localmente en el lugar del daño en algunos estudios o se administraron sistémicamente mediante trasplante intravenoso en otros. Este último procedimiento es sencillamente más factible, y las HSC más eficaces parecen ser las derivadas de la sangre periférica.
La investigación que se ha llevado a cabo sobre las terapias con células madre para la epilepsia y la enfermedad de Parkinson también demuestra lo prometedor y la dificultad de cultivar adecuadamente las células madre e introducirlas en un sistema vivo. Con respecto a las CME, los estudios han demostrado que son capaces de diferenciarse en neuronas dopaminérgicas (neuronas que transmiten o son activadas por la dopamina), neuronas motoras espinales y oligodendrocitos (células no neuronales asociadas a la formación de mielina). En estudios destinados a tratar la epilepsia, se trasplantaron precursores neuronales derivados de células madre embrionarias de ratón (ESN) en el hipocampo de ratas crónicamente epilépticas y ratas de control. Tras el trasplante, no se encontraron diferencias en las propiedades funcionales de las ESN, ya que todas mostraban las propiedades sinápticas propias de las neuronas. Sin embargo, aún está por ver si las NSE tienen la capacidad de sobrevivir durante períodos prolongados en el hipocampo epiléptico, de diferenciarse en neuronas con las funciones propias del hipocampo y de suprimir los déficits de aprendizaje y memoria en la epilepsia crónica. Por otra parte, ya se ha observado que las NSC sobreviven y se diferencian en diferentes formas funcionales de neuronas en ratas. Sin embargo, no está claro si las NSC pueden diferenciarse en las diferentes formas funcionales en cantidades apropiadas y si pueden hacer una sinapsis adecuada con las neuronas hiperexcitables para inhibirlas, frenando así las convulsiones.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Los tratamientos para la enfermedad de Parkinson también son prometedores y se enfrentan a obstáculos similares. Se han llevado a cabo investigaciones clínicas sobre el trasplante de tejido mesencefálico fetal humano (tejido derivado del mesencéfalo, que forma parte del tronco cerebral) en el estriado de los pacientes de Parkinson. Sin embargo, la disponibilidad de este tejido es limitada, lo que hace más atractivo el trasplante de CME. De hecho, la investigación ya ha demostrado que las neuronas dopaminérgicas transplantables -el tipo de neuronas afectadas en la enfermedad de Parkinson- pueden generarse a partir de CME de ratón, primates y humanos. Sin embargo, la principal diferencia entre las CME de ratón y las humanas es que éstas últimas tardan mucho más en diferenciarse (hasta 50 días). Además, los programas de diferenciación de las CME humanas requieren la introducción de suero animal para su propagación, lo que podría violar ciertas regulaciones médicas, dependiendo del país. Los investigadores también tendrán que encontrar la manera de conseguir que las células progenitoras dopaminérgicas derivadas de las CME sobrevivan durante más tiempo después del trasplante. Por último, está la cuestión de la pureza de las poblaciones celulares derivadas de CME; todas las células deben ser certificadas como células precursoras dopaminérgicas antes de que puedan ser trasplantadas con seguridad. No obstante, las técnicas de diferenciación y purificación mejoran con cada estudio. De hecho, la generación de grandes bancos de poblaciones celulares puras y específicas para el trasplante en humanos sigue siendo un objetivo alcanzable.