El cerebro humano es un órgano plástico que genera nuevas neuronas durante toda la vida, en especial en el hipocampo, una estructura relacionada con la memoria y las emociones. María Llorens-Martín, investigadora en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO-CSIC-UAM), ha estudiado la neurogénesis en esta región en 48 cerebros humanos post mortem, algunos de los cuales estaban cognitivamente sanos y otros presentaban enfermedades neurodegenerativas como esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Huntington, parkinson, demencia con cuerpos de Lewy y demencia frontotemporal.
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En aquel trabajo vimos la presencia de neuronas inmaduras en el cerebro que sugerían que su origen era de neurogénesis adulta. Sin embargo, por limitaciones técnicas no fuimos capaces de visualizar las células madre que daban lugar a esas nuevas neuronas. Hemos tenido que seguir trabajando para descubrir nuevas técnicas que nos permitan visualizar esas células que nadie había sido capaz de ver en humanos.
¿Qué han observado?
Hemos conseguido ver por primera vez tanto las células madre como las hijas, lo cual nos ha permitido reconstruir el proceso entero de neurogénesis. Somos capaces de reconstruir todas las etapas de las neuronas desde el principio. Una célula madre está en cualquier tejido, donde se divide para poder dar lugar a células hijas, que a su vez se multiplican varias veces para finalmente dar lugar a esas neuronas inmaduras que describimos en nuestro trabajo anterior.
Su trabajo ha acabado con la discusión sobre estas neuronas inmaduras.
Había investigadores que afirmaban la posibilidad de que estas neuronas podrían quedarse en un estado de inmadurez durante toda la vida y no haber sido generadas en la edad adulta, pero hemos visto que no todas estas neuronas son iguales, están en distinto punto de su periodo madurativo. Esto nos permite reconstruir la trayectoria de estas células y observar desde las primeras etapas que antes no podían visualizarse.
La investigación
"Hemos conseguido ver por primera vez tanto las células madre de las neuronas como las hijas"
¿Cuál era el escollo?
Demostramos que era necesario procesar y tratar las muestras de tejido cerebral humano de una manera muy específica. Si uno no sigue los pasos adecuados, aunque puedan parecer muy obvios y sencillos, el tejido deja de ser reconocible por las herramientas que usamos en el laboratorio y estas células no se visualizan.
Es decir, el reto iba más allá de un microscopio.
Cada una de las etapas del procesamiento del tejido, desde que la muestra se extrae del cerebro del donante hasta que llega al microscopio, es importante. Para ello hemos desarrollado un trabajo muy meticuloso centrado en esa metodología. Llevamos más de diez años aprendiendo de nuestros propios errores y ensayando qué alternativas teníamos cuando algo no funcionaba.
Ya habían estudiado el alzheimer y ahora se han centrado en otras enfermedades neurodegenerativas.
Hemos estudiados otras enfermedades como la ELA, el Huntington o el parkinson que no afectan directamente al hipocampo. Por lo tanto, no era tan obvio pensar que estas patologías podían estar generando cambios en el nacimiento de nuevas neuronas en esta región del cerebro. A pesar de que cada una de estas enfermedades neurodegenerativas afecta a zonas muy distantes del cerebro, en todas está dañando el nicho neurogénico, impidiendo la generación de nuevas neuronas.
Las implicaciones
"Podría contribuir al diagnóstico precoz de las enfermedades neurodegenerativas"
¿Qué significa que cada una de estas enfermedades genera una firma celular propia?
Cuando hacemos una foto fija de un cerebro humano observamos su composición celular: el número de células en estado de células madre, las que están proliferando y las que están en estado de inmadurez. La neurogénesis es un proceso continuo que cada enfermedad bloquea en un punto concreto, que puede ser más temprano o más tardío. Por lo tanto, podríamos decir que en cada momento de su vida la célula es más susceptible a unas enfermedades que otras.
¿Esto puede ser útil para identificar marcadores para estas enfermedades?
Aunque todavía no somos capaces de visualizar esta firma de neurogénesis cuando la persona está viva, en el futuro podría contribuir al diagnóstico precoz de las enfermedades neurodegenerativas y ayudar a discernir mejor el diagnóstico entre algunas enfermedades que muchas veces se confunden, como la ELA y la demencia frontotemporal.
¿Y tratamientos?
Si pudiésemos proteger cada una de estas subpoblaciones podríamos intentar en el futuro fomentar la neurogénesis. Esto no paliaría las enfermedades en sí, no vamos a conseguir revertir el parkinson, porque estas neuronas no son responsables de los defectos a nivel motor que observamos en estos pacientes, pero sí pueden estar relacionadas con lo que llamamos comorbilidades, que son otros síntomas cognitivos o emocionales que también aparecen en estas patologías.
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Biografía exprés
María Llorens-Martín
Nacida en Badajoz. Licenciada en ciencias biológicas y doctora en neurobiología por la Universidad Complutense. Tras estancias postdoctorales en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO-CSIC-UAM) y la Universidad de Tsukuba (Japón), en 2016 creó su propio grupo en el CBMSO como investigadora Ramón y Cajal. Ha recibido una beca europea ERC Consolidator Grant, con una financiación de dos millones de euros, para continuar su investigación sobre el impacto de la neurogénesis adulta en distintas enfermedades.