El Laboratorio de Morfología Celular puesto en marcha de forma conjunta entre el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF) y la Universidad de Valencia (UV) ha participado en un importante avance en el conocimiento de las células madre adultas del cerebro. Este grupo de científicos ha estudiado el “nicho” o entorno en el que se encuentran dichas células, es decir, el conjunto de células que las rodean y que conforman su “hábitat”.
José Manuel García-Verdugo, responsable del Laboratorio de Morfología Celular del CIPF-UVEG, afirma que este trabajo “es un paso más para averiguar cómo se puede ejercer un control sobre estas células madre, o cómo responden a nuestras señales”.
El investigador apunta que las células que rodean a las células madre son “las que mantienen su vitalidad y las que se comunican con ellas para que puedan recibir las órdenes para reparar”. Por todo ello, las interacciones y relaciones de las mismas con las otras células que las rodean son cruciales para entender su comportamiento.
Los científicos han estudiado en profundidad el lugar donde se encuentran dichas células madre, y se han concentrado en uno de los puntos donde ya han sido bien identificadas, localizado en el borde de las cavidades de los ventrículos laterales del cerebro, tanto en roedores como en la especie humana.
El hallazgo se ha destacado en la portada de la revista científica Cell Stem Cell, y forma parte de un proyecto internacional de carácter multidisciplinar en el que han trabajado de forma conjunta científicos del CIPF-UVEG y de la Universidad de California en San Francisco.
Un estudio de gran relevancia científica
La localización y el estudio del entorno “en el que viven” estas células es de gran importancia, ya que las células madre del cerebro son las responsables de la neurogénesis adulta, un fenómeno que consiste en la continua formación de nuevas neuronas que permite regenerar y reparar, y que ocurre en el cerebro de todos los mamíferos.
“Se trata de un paso más en nuestro intento de diálogo con las células madre: ya conocemos el nicho, y ahora queda un gran camino porque tenemos que aprender a controlarlo”, matiza García- Verdugo.
De hecho, los científicos han comprobado que la conducta de estas células madre varía mucho si se separan de su entorno y se estudian aisladas en un plato de cultivo en el laboratorio. Asimismo, los estudios han confirmado que una célula madre alejada de la zona del cerebro donde está ubicada, de su “microambiente”, deja de funcionar como tal y resulta muy difícil su diferenciación hacia determinados tipos de neuronas.
La importancia de las células madre del cerebro
“La utilidad de las células madre se ha comprobado en tres principales campos de actuación”, explica García- Verdugo. El primero de ellos es su capacidad reparadora de tejidos dañados; el segundo es “la otra cara de la moneda”, ya que pueden transformarse en tumorales por una proliferación descontrolada; y el tercero sería el “canto de la moneda”, y trataría sobre la supuesta relación entre el abuso de proliferación y el envejecimiento o agotamiento prematuro de estas células.
Para el investigador, “estos tres aspectos se pueden abordar desde un mayor conocimiento del nicho, que nos permitiría quedarnos sólo con las dos caras buenas de la moneda, es decir: dirigirlas hacia regeneraciones y reparaciones, impedir que se vuelvan tumorales y frenar su posible agotamiento en el tiempo”.
Acerca de este posible agotamiento de las células madre, sobre todo en el hipocampo –la zona del cerebro relacionada con el aprendizaje y la memoria-, el científico puntualiza que “podría estar implicado en el inicio de algunas enfermedades neurodegenerativas”.
De cualquier forma, el estudio del CIPF-UVEG evidencia que el uso de las células madre en futuras terapias regenerativas requiere datos más precisos sobre la “arquitectura” celular que las envuelve y sobre la regulación de las mismas, por lo que los nuevos conocimientos de las células y de su entorno son cruciales para poder diseñar su futuro uso clínico.
Tres tipos celulares en forma de mosaico
En el trabajo, los investigadores han utilizado nuevas técnicas para describir las características del entorno que rodea a las células madre del cerebro. Así, han descubierto que la superficie ventricular en la que se encuentran es compleja, organizada en forma de mosaico y compuesta por tres tipos celulares que se repiten por dicha superficie.
El primer tipo celular localizado acoge a las denominadas células “ependimarias” o “multiciliadas” - con multitud de apéndices alrededor-, que son las células responsables del movimiento del líquido cefalorraquídeo. Gracias a este movimiento, determinados factores llegan a las células madre a modo de señales para su activación. El estudio detalla que estas células forman unos polígonos de entre 6 a 8 células que rodean a una o varias células madre ubicadas en el centro de la estructura.
Por otra parte están las células madre que tienen un cilio a modo de antena receptora, que está continuamente bañado por el líquido cefalorraquídeo. Estas células madre tienen largas expansiones que contactan con los vasos sanguíneos.
Por último, los investigadores han encontrado un tercer tipo de células que se colocan entre las células ependimarias y que sólo poseen dos cilios, con una estructura de alta complejidad en el extremo celular. “Es la primera vez que se describe este último tipo celular, y barajamos que posiblemente desarrolle una importante función sensorial, aunque por el momento desconocemos más datos”, sostiene García- Verdugo.
Dos artículos en la misma revista
En el mismo número de la revista Cell Stem Cell, el investigador José Manuel García- Verdugo publica otro artículo que es complementario del anterior. Se trata de un caso insólito en el campo de las publicaciones científicas, ya que hay muy pocos investigadores que hayan logrado publicar dos artículos en el mismo número de una misma revista, con distintos grupos y sobre temas relacionados.
En este segundo artículo se demuestra que las células madre del cerebro están muy relacionadas con la vascularización, por lo que García- Verdugo apunta que el contacto de los vasos sanguíneos junto con el cilio primario “juega un papel importante a la hora de recibir señales para la proliferación”.
José Manuel García-Verdugo es reconocido como uno de los expertos mundiales en el conocimiento de las células madre adultas del cerebro. Su equipo de investigación demostró la presencia de estas células en el cerebro humano, concretamente en el hipocampo, que es la zona responsable de la neurogénesis adulta. Es catedrático de Biología Celular de la Universidad de Valencia y miembro correspondiente de la Real Academia de las Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
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