Aprovechando la flexibilidad de las diminutas células dentro de los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo, podría ser una poderosa estrategia para la reparación de la médula espinal, sugiere una nueva investigación. En experimentos con ratones, los científicos introdujeron un tipo específico de proteína recombinante en el sitio de una lesión de la médula espinal, lo que impulsó a las células llamadas pericitos a crear “puentes celulares” que apoyan la regeneración de los axones, las extensiones largas y delgadas de los cuerpos de las células nerviosas que transmiten mensajes.
Aprovechando la flexibilidad de las células diminutas dentro de los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo, una nueva investigación sugiere una prometedora estrategia de reparación de la médula espinal. Este enfoque innovador se centra en los pericitos, células que inundan la zona de la lesión después de una lesión en la médula espinal.
Los investigadores introdujeron un tipo específico de proteína recombinante en el sitio de la lesión. Una vez expuestos a esta proteína, los resultados mostraron que los pericitos cambian de forma e inhiben la producción de algunas moléculas mientras secretan otras, creando “puentes celulares” que apoyan la regeneración de los axones, las extensiones largas y delgadas de los cuerpos de las células nerviosas que transmiten mensajes. Este proceso es clave para restaurar la función neurológica.
En experimentos con ratones, los científicos observaron el recrecimiento de los axones en ratones lesionados que recibieron una única inyección de tratamiento con la proteína del factor de crecimiento. Los animales también recuperaron el movimiento en sus extremidades traseras. Como afirmó la autora principal del estudio, Andrea Tedeschi, profesora asociada de neurociencia en el Colegio de Medicina de la Universidad Estatal de Ohio, “Este hallazgo va más allá de la lesión de la médula espinal: tiene implicaciones en las lesiones cerebrales, los accidentes cerebrovasculares y las enfermedades neurodegenerativas”.
El trabajo subraya la importancia de la restauración de los vasos sanguíneos en la recuperación de la función neurológica después de una lesión en la médula espinal. Como explicó la primera autora del estudio, Wenjing Sun, profesora asistente de neurociencia en Ohio State, “Incluso si se puede restablecer la conectividad neuronal de un extremo a otro, el efecto general no se maximizará a menos que se cuide todo lo demás que se desmorona”.
Investigaciones anteriores habían sugerido que los pericitos interfieren con la recuperación de las lesiones de la médula espinal, lo que llevó a algunos científicos a recomendar eliminarlos del sitio de la lesión. Sin embargo, la investigación sobre el cáncer reveló que las propiedades de los pericitos cambian cuando se exponen al factor de crecimiento derivado de las plaquetas BB (PDGF-BB). Esto llevó a Tedeschi y sus colegas a explorar el potencial de aprovechar esta relación célula-proteína para estabilizar la vasculatura que rodea una lesión de la médula espinal.
Comenzando con estudios de imagen, el equipo demostró que cuando se corta la médula espinal, los pericitos migran al sitio de la lesión con el tiempo, pero no promueven el crecimiento de vasos sanguíneos funcionales que se necesitan para apoyar la regeneración de los axones. Esta observación preparó el escenario para su enfoque innovador.
En experimentos de cultivo celular, los investigadores establecieron una “alfombra” de pericitos, agregaron PDGF-BB y luego colocaron una capa de neuronas sensoriales de ratón adulto encima. Los axones tratados crecieron casi tanto como los axones sanos se extienden en condiciones normales. Esto demostró el efecto promotor del crecimiento del tratamiento.
El PDGF-BB por sí solo no produjo este resultado. En cambio, los experimentos mostraron que los pericitos combinados con el factor de crecimiento reorganizaron la fibronectina, una glucoproteína adhesiva multifuncional que juega un papel fundamental en la reparación de tejidos, la fijación celular y la motilidad. Las propias células también cambian de forma, volviéndose más alargadas. Como señaló Tedeschi, “Estas estructuras de fibra alargadas en las que se convierten son mucho más permisivas para promover que los axones se regeneren de un extremo a otro y eludan la lesión”.
Para ampliar la relevancia clínica de sus hallazgos, los investigadores cultivaron neuronas de ratón encima de pericitos humanos que fueron expuestos a PDGF-BB. Esto fue suficiente para desencadenar un efecto promotor del crecimiento, lo que sugiere que este podría ser realmente un fenómeno generalizado que no se limita a los ratones.
Pasando a experimentos en animales con lesiones de la médula espinal, los investigadores esperaron siete días después de la lesión, el equivalente a unos nueve meses en un adulto humano, antes de inyectar una sola dosis de PDGF-BB en el sitio de la lesión. El análisis del tejido cuatro semanas después de la lesión mostró que la inyección de PDGF-BB produjo un crecimiento regenerativo robusto de los axones en comparación con la respuesta de los axones en los ratones de control lesionados.
“Cuando observamos la formación de estas estructuras de pericitos que cruzaban el sitio de la lesión, vimos que el tratamiento promovía el crecimiento de estos puentes. Y la mayoría, si no todos, de estos axones en regeneración pudieron escapar del sitio de la lesión al montar estos puentes celulares que se han formado en respuesta a la administración de PDGF-BB”, dijo Sun.
Las evaluaciones electrofisiológicas y de movimiento de los animales lesionados tratados con PDGF-BB detectaron actividad sensorial más allá del sitio de la lesión y mostraron que los ratones recuperaron un mejor control de sus extremidades traseras en comparación con los ratones de control. Los animales también fueron menos sensibles a un estímulo no doloroso, lo que sugiere que no experimentaron el dolor neuropático que a menudo es provocado por una lesión de la médula espinal.
El análisis de la presencia de proteínas inflamatorias durante el proceso de reparación sugirió que la administración de PDGF-BB no solo promueve la regeneración de los axones, sino que también reduce la inflamación. La secuenciación de ARN mostró que la lesión de la médula espinal condujo a una disminución de la expresión génica por parte de los pericitos, pero que las células conservaron sus propiedades básicas y no se convirtieron en un tipo diferente de célula.
“Hubo una disminución en algunos marcadores clásicos de pericitos, pero una ganancia de alguna función adicional vinculada al intento de reconstruir puentes celulares y vasos funcionales”, dijo Sun. “De la firma genética general en nuestros datos, todavía se clasifican como un pericyto”.
Debido a que Tedeschi, Sun y sus colegas han demostrado previamente en ratones que la gabapentina promueve la regeneración de los circuitos neuronales después de una lesión de la médula espinal, existe la posibilidad de considerar un enfoque de terapia múltiple, dijo Sun. “Podríamos combinar ambos: modular las propiedades intrínsecas de las neuronas adultas con un fármaco y lo que estamos haciendo aquí, modular el entorno no neuronal para producir interacciones celulares que proporcionen un sustrato más permisivo para que la neurona crezca”, dijo.
Se planea más trabajo para determinar el momento preciso para la administración de PDGF-BB, con la presunción de que los pericitos tardan algún tiempo en migrar a la lesión, así como la concentración ideal del tratamiento y un posible sistema de administración de liberación prolongada.
Investigadores hallaron que la introducción de la proteína PDGF-BB en lesiones de médula espinal en ratones promueve la formación de “puentes celulares” por parte de los pericitos, facilitando la regeneración axonal y la restauración de la función de las patas. Este enfoque, prometedor incluso con células humanas, podría tener implicaciones más amplias para lesiones cerebrales, accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas, destacando el papel crucial de la restauración de los vasos sanguíneos en la recuperación neurológica. Se planean investigaciones adicionales para optimizar el tiempo y la administración del tratamiento, abriendo potencialmente el camino a un enfoque terapéutico combinado para la lesión de la médula espinal.
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