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Neurogénesis
«Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro». Así reza una famosa cita de Ramón y Cajal. Y ahora sabemos que, además de ser una frase bonita, su significado trasciende el registro poético: también es cierta en el sentido literal, biológico. En la época de Cajal se tomaba por verdad absoluta que no se podían formar nuevas neuronas en un cerebro adulto. Pero más tarde, varios trabajos con animales empezaron a desmentirlo, y hace pocas décadas se comprobó que ese dogma era falso también para el cerebro humano. ¿Encierra la neurogénesis la clave de la autorreparación de nuestro cerebro? ¿Podría ser ésta la llave para la regeneración neuronal y la cura de enfermedades como el párkinson o el alzhéimer? Con este monográfico digital (en PDF) os invitamos a ahondar en los orígenes, los mecanismos y los últimos avances sobre la neurogénesis.
El conocimiento de que el centro de la memoria del cerebro humano genera nuevas células podría ayudar a tratar la depresión y el trastorno de estrés postraumático (TEPT), retrasar la aparición de la enfermedad de Alzheimer, profundizar nuestra comprensión sobre la epilepsia y ofrecer una nueva visión sobre la memoria y el aprendizaje. Si no fuera así, se trataría solo de un rasgo más que nos distingue de los roedores y las aves.
Durante décadas, los científicos han debatido sobre si en una región del cerebro, que es responsable del aprendizaje, la memoria y la regulación del estado de ánimo, podrían formarse nuevas neuronas, un proceso denominado neurogénesis. Un número creciente de estudios así lo habían sugerido. Pero un artículo publicado el año pasado en Nature, en el que participaron investigadores del Laboratorio de Neurobiología Comparada de la Universidad de Valencia, planteó dudas al respecto.
Ahora, un nuevo estudio publicado en Nature Medicine y dirigido por María Llorens-Martin, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, en Madrid, hace decantar la balanza a favor del «sí». A la luz del nuevo trabajo, «diría que hay un número abrumador de ejemplos de neurogénesis a lo largo de la vida en humanos», opina Jonas Frisén, profesor del Instituto Karolinska en Suecia, quien no participó en la nueva investigación.
Pero no todo el mundo concuerda con esa idea. Arturo Álvarez-Buylla, profesor de cirugía neurológica en la Universidad de California en San Francisco y autor principal del artículo de Nature que cuestionaba la existencia de neurogénesis, duda de que se desarrollen nuevas neuronas en el hipocampo después de la infancia.
«No creo que el resultado sea definitivo», apunta. «He estado estudiando la neurogénesis adulta toda mi vida. Ojalá pudiera hallar un lugar donde se produjera de manera clara.»
Durante décadas, varios investigadores han pensado que los circuitos neuronales de los primates (incluidos los humanos) se verían demasiado alterados si se formar un número importante de neuronas nuevas. Álvarez-Buylla opina que debe continuar estudiándose si la neurogénesis existe. «El conocimiento básico es fundamental. Saber si las neuronas adultas son reemplazadas es un problema básico fascinante.»
La identificación y la medida de la actividad de células individuales en el cerebro vivo con las nuevas técnicas, ninguna de las cuales fue utilizada en el estudio de Nature Medicine, podría poner fin a cualquier pregunta pendiente.
Llorens-Martin y sus colaboradores ensayaron varios métodos para conservar el tejido cerebral de 58 personas recién fallecidas. Observaron que los diferentes métodos llevaban a conclusiones distintas sobre si se desarrollaban nuevas neuronas en el cerebro adulto.
El tejido cerebral debe conservarse a las pocas horas de la muerte, y deben emplearse determinados compuestos para preservarlo. De lo contrario se destruirían las proteínas celulares que sirven para identificar las nuevas neuronas, comenta Llorens-Martin. Según ella, otros investigadores han pasado por alto la estas células porque no conservaron el tejido cerebral con tanta precisión.
Llorens-Martin empezó a recolectar y preservar cuidadosamente muestras de cerebro en 2010, cuando se dio cuenta de que muchos de los especímenes almacenados en bancos de cerebro no estaban bien conservados para llevar a cabo este tipo de investigaciones. En su estudio, ella y sus colaboradores examinaron el cerebro de personas que habían fallecido, algunas con la memoria inalterada y otras en diferentes etapas de la enfermedad de Alzheimer. Descubrió que el cerebro de los pacientes con alzhéimer mostraban pocos o ningún indicio de nuevas neuronas en el hipocampo, con menos indicios cuanto más avanzada estaba la enfermedad. Ello indica que la pérdida de neuronas nuevas, si pudiera detectarse en el cerebro vivo, sería un indicador temprano del inicio del alzhéimer, y que la estimulación del crecimiento de nuevas neuronas podría retrasar o prevenir la enfermedad.
Implicación en otras enfermedades
La neurogénesis en el hipocampo importa, comenta Rusty Gage, neurocientífico y presidente del Instituto Salk de Estudios Biológicos, porque los estudios en animales demuestran que resulta esencial para la diferenciación de pautas, «lo que permite a un animal distinguir entre dos sucesos que están estrechamente relacionados entre sí». En las personas, explica Gage, la incapacidad para distinguir entre dos acontecimientos similares podría explicar por qué los pacientes con TEPT siguen reviviendo las mismas experiencias, aunque sus circunstancias hayan cambiado. Además, muchos de los déficits observados en las primeras etapas del declive cognitivo son similares a los observados en animales cuya neurogénesis se ha detenido, añade.
En los animales sanos, la neurogénesis favorece la resistencia frente a las situaciones estresantes, apunta Gage. Los trastornos del estado de ánimo, incluida la depresión, también se han relacionado con la neurogénesis.
Por otro lado, las investigaciones sobre la epilepsia de Jenny Hsieh, profesora de la Universidad de Texas en San Antonio, han revelado que las neuronas de los recién nacidos están mal conectadas, lo cual interrumpe los circuitos nerviosos y causa convulsiones y posible pérdida de la memoria. En roedores con epilepsia, se ha comprobado que si se anula el crecimiento anómalo de nuevas neuronas las convulsiones desaparecen. Esos resultados le dan esperanzas de que una intervención similar podría ayudar algún día ayudar a los humanos.
En los ratones y las ratas, es posible promover el crecimiento de nuevas neuronas haciendo que los roedores realicen más ejercicio o proporcionándoles entornos más estimulantes desde el punto de vista cognitivo o social, apunta Llorens-Martin. «Aunque esta intervención no podría aplicarse en las etapas avanzadas de la enfermedad de Alzheimer, si podríamos actuar en etapas más tempranas en las que la movilidad todavía no está alterada. Quién sabe, tal vez podríamos ralentizar o prevenir parte de la pérdida de plasticidad cerebral.»
Karen Weintraub / Scientific American
Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con el permiso de Scientific American.
Referencia: «Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer’s disease». Elena P. Moreno-Jiménez et al. en Nature Medicine, publicado en línea el 25 de marzo de 2019.
