Investigadores de la Universidad de Georgia, en Estados Unidos, han identificado varios de los genes que hacen posible la regeneración cerebral en un tipo de gusano plano. El hallazgo podría facilitar nuevos descubrimientos orientados al tratamiento de patologías neurológicas.

Las planarias pueden reconstruir su cerebro después de una lesión: ahora, los científicos han identificado parte del programa genético que hace posible esa extraordinaria capacidad. El estudio, publicado en la revista Nature Communications, brinda nuevas claves para desarrollar terapias regenerativas frente a lesiones y enfermedades neurológicas.

El trabajo describe diez genes que participan en la regeneración y el mantenimiento de neuronas dopaminérgicas en distintas zonas del sistema nervioso de la planaria Schmidtea mediterranea. De acuerdo a una nota de prensa, estos conocimientos ayudan a comprender cómo ordenar a las células madre para que produzcan neuronas concretas y, además, las coloquen en el lugar adecuado.

La investigación parte de una característica extraordinaria de estos gusanos planos. Los mismos poseen células madre pluripotentes, conocidas como neoblastos, distribuidas por todo el organismo. Tras una lesión, esas células pueden generar los tipos celulares que faltan y reconstruir tejidos complejos, incluido el sistema nervioso.

El cerebro de la planaria no es una estructura simple: su sistema nervioso contiene al menos 70 tipos de neuronas, que se reparten en proporciones y localizaciones relativamente precisas.

Para averiguar qué genes intervienen en ese proceso, el equipo realizó un cribado genético inverso sobre 74 genes que aparecían enriquecidos en neuronas que expresan tirosina hidroxilasa (TH), un marcador de las neuronas dopaminérgicas. El análisis permitió identificar diez genes relevantes para la regeneración y el mantenimiento de estas células.

Una de las claves del trabajo es precisamente esa especialización. Los investigadores comprobaron que no existe un único “gen de la regeneración cerebral”. En su lugar, distintas combinaciones de factores genéticos parecen actuar como un código que determina dos características a la vez: la identidad de una neurona y su ubicación dentro del sistema nervioso.

Por ejemplo, uno de los genes favorece tanto el nacimiento de neuronas dopaminérgicas como su supervivencia en determinadas regiones, mientras que otra variedad interviene especialmente en las neuronas periféricas y una tercera ayuda a especificar las que se encuentran en la región faríngea, entre otras características apreciadas.

El estudio demuestra qué combinaciones de genes determinan tanto el tipo de neurona que se regenera como la región del sistema nervioso donde aparece. / Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain.

Además, el equipo utilizó interferencia de ARN para reducir la actividad de cada uno de los genes identificados. Cuando algunos de estos genes fueron silenciados, disminuyó el número de neuronas dopaminérgicas y, en varios casos, también se alteró el movimiento de los animales.

Los especialistas plantean que descifrar cómo las planarias coordinan la identidad y la localización de nuevas neuronas podría ayudar a mejorar estrategias de medicina regenerativa basadas en células madre. En humanos, la generación espontánea de nuevas neuronas en el sistema nervioso central es muy limitada. Incluso las terapias experimentales que emplean neuronas derivadas de células madre afrontan dificultades para conseguir que las células trasplantadas maduren correctamente y se integren en el tejido.

El objetivo no es convertir directamente los genes de la planaria en un tratamiento contra enfermedades humanas, sino entender el “programa” que permite fabricar las células adecuadas y llevarlas al sitio correcto. Esa distinción resulta esencial: el estudio se ha realizado en un gusano plano, no en pacientes humanos, y sus autores presentan las aplicaciones médicas como una vía de investigación futura.

En ese sentido, el gusano plano funciona como un laboratorio biológico en miniatura: su extraordinaria capacidad de regeneración permite observar, casi paso a paso, cómo una lesión activa células madre, cómo estas eligen un destino neuronal y cómo reciben instrucciones espaciales.

Fuente: Levante - EMV