Neurociencia

Así podrían trabajar para nosotros los 'guardianes del cerebro'

En ciertas áreas del cerebro, células especializadas actúan como 'centinelas' al ser capaces de eliminar neuronas muertas antes de que se conviertan en un problema. ¿Podríamos modificar su comportamiento para tratar enfermedades neurodegenerativas?

Acumulación de células muertas (verdes) en el cerebro en un ratón sin receptores Mer y Axl.

Acumulación de células muertas (verdes) en el cerebro en un ratón sin receptores Mer y Axl.

La ciencia sigue profundizando en el conocimiento del cerebro. En un adolescente, este órgano contiene casi todas las neuronas que el ser humano tendrá a lo largo de su vida, aunque en algunas regiones seguirán produciéndose células nerviosas. Cuatro de cada cinco de estas nuevas neuronas morirán antes de madurar y diferenciarse, y aquí entran en acción las microglías o células del sistemas inmunológico del cerebro, que funcionan como barrenderos al detectar y eliminar a estas neuronas muertas o disfuncionales.

Ahora, un grupo internacional de investigadores -con participación de, entre otros, el Salk Institute de EEUU, el CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid-, ha desvelado -aunque de momento sólo en ratones- cómo estos soldados llevan a cabo esta importante misión. Lo más importante: los autores han deducido a partir de ahí que la modulación de ciertos receptores en las microglías podría contribuir al tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el párkinson.

En un artículo publicado en Nature, los autores muestran la sorprendente eficacia  de estas células a la hora de eliminar las neuronas defectuosas del cerebro, e identifican los conmutadores celulares específicos que son clave para este proceso.

"Hemos descubierto que los receptores de estas neuronas son vitales tanto para un cerebro sano como para uno dañado", afirma Greg Lemke, autor principal del trabajo y profesor de Neurobiología Molecular en el Salk Institute. "Estos receptores podrían funcionar como dianas terapéuticas para patologías neurodegenerativas o trastornos relacionados con la inflamación, tales como la enfermedad de Parkinson".

Manipulación de los receptores

Como recuerda el CSIC, hace dos décadas, el laboratorio del doctor Greg Lemke en el Salk Institute describió que estas células muestran en su superficie un tipo de receptor denominado TAM. Dos de éstos, llamados Axl y Mer, están presentes en un tipo de células inmunológicas llamadas macrófagos, que contribuyen a identificar y eliminar más de 100 millones de células que mueren en el cuerpo humano cada día. A este grupo pertenecen precisamente las microglías.

El equipo de científicos decidió eliminar estos dos receptores, Axl y Mer, de las microglías en ratones sanos: sorprendentemente, comprobaron que la ausencia de dichos receptores dio lugar a una gran cantidad de células muertas, pero no en todas las partes del cerebro, sólo en aquéllas en donde se generan nuevas neuronas.

Muchas células mueren normalmente durante la neurogénesis adulta, pero enseguida son devoradas por las microglías. "Es muy difícil de detectar incluso una sola célula muerta en un cerebro normal, porque son eficazmente reconocidas y eliminadas" comenta Paqui González Través, investigadora del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols y coautora del artículo. "Sin embargo, en las regiones neurogénicas de los ratones sin los receptores Mer y Axl en su microglía detectamos muchas de estas células".

Otras funciones de los marcadores

Pero además constataron otro interesante efecto: en ausencia de esos marcadores, los ratones experimentaron un aumento drástico del número de nuevas neuronas que migraban al bulbo olfatorio, el centro del olor. De hecho, estos animales generaron un 70% más de nuevas neuronas en dicha área que los ratones control. 

De momento, los investigadores ignoran por qué se da este comportamiento o qué efecto tiene, pero este hecho sugiere que Mer y Axl tienen otra función aparte de la limpieza de las células muertas o moribundas: podrían desempeñar un papel importante en la identificación de neuronas que estando vivas son defectuosas.

Por último, para tratar de entender qué papel juegan estos receptores TAM ante una enfermedad, el laboratorio dirigido por Lemke hizo una serie de experimentos para observar el comportamiento de Axl y Mer en un modelo de ratón de la enfermedad de Parkinson. Los animales, en concreto, producían una proteína humana presente en una forma hereditaria de la enfermedad que implica una degeneración paulatina del cerebro. En este contexto, Axl era mucho más activo. Es algo que ya se había observado en estudios previos, que asociaban un papel más prominente del receptor en situaciones de inflamación de los tejidos. 

El siguiente paso del experimento fue desactivar los receptores. Los autores esperaban que estos animales tuvieran peor salud que los enfermos con la microglía intacta pero la sorpresa vino cuando observaron que los ratones eran más longevos.

"Probablemente", explica González Través, "esto se deba a que la presencia de Axl y Mer en las microglías, ayuda a identificar y destruir neuronas que están enfermas y no son totalmente funcionales". Es decir, estos marcadores podrían destruir demasiadas neuronas y, por tanto, contribuir al empeoramiento de la enfermedad.

No obstante, y a pesar de que este hecho indica que es posible modificar el curso de la patología, conviene ser precavidos. El equipo advierte de que se necesita investigar más para determinar si la modulación de los receptores TAM en microglías podría ser una terapia viable para enfermedades neurodegenerativas. En caso de que se confirmara en ratones, habría que ir un paso más allá y probarlo en humanos.