Primeros pasos hacia la terapia celular de los trastornos cerebrales
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Investigadores de Friburgo han hallado en un modelo animal una forma de sustituir selectivamente las células inmunitarias defectuosas de los vasos sanguíneos del cerebro. Se trata de un primer paso importante hacia terapias celulares para la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos cerebrales. Los hallazgos se han publicado recientemente en la revista Nature Immunology .
El cerebro y sus interfaces están vigilados por células inmunitarias especializadas. Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Friburgo han estudiado ahora los macrófagos de las meninges y los vasos sanguíneos cerebrales, que regulan la eliminación de productos de desecho del cerebro y controlan los procesos inflamatorios. Los científicos del Instituto de Neuropatología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo, en colaboración con un equipo de investigación internacional, han demostrado que la administración breve de un fármaco desencadena la muerte celular controlada de estas células. El resultado es que son sustituidas específicamente por células recién llegadas, lo que influye en su función. Este método podría constituir la base de una nueva terapia en el futuro para combatir los depósitos vasculares nocivos en la enfermedad de Alzheimer. Su investigación, publicada en la revista Nature Immunology , se llevó a cabo en cepas de ratón modificadas genéticamente. Los datos obtenidos constituyen un elemento esencial para permitir el uso futuro de enfoques terapéuticos basados en células en las enfermedades cerebrales.
"Con nuestro método podemos sustituir selectivamente los fagocitos -también conocidos como macrófagos- de los vasos sanguíneos del cerebro. Sin embargo, los macrófagos del cerebro, que se encuentran directamente junto a las células nerviosas sensibles, no se ven afectados", explica el Prof. Dr. Marco Prinz, director del Instituto de Neuropatología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo y miembro del Centro de Estudios de Señalización Biológica Integrativa (CIBSS) de la Universidad de Friburgo. "Todas las células que investigamos forman parte de la barrera hematoencefálica, lo que dificulta enormemente el acceso de los agentes terapéuticos. El hecho de que ahora podamos, por primera vez, sustituir específicamente estos macrófagos representa un importante paso adelante", añade el Dr. Lukas Amann , jefe de grupo del Instituto de Neuropatología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo y coúltimo autor del estudio.
El cerebro puede dividirse en dos regiones: las zonas fronterizas y el tejido funcional. En ambas, los macrófagos son el tipo predominante de célula inmunitaria. Los macrófagos de las zonas fronterizas del cerebro están situados directamente en la barrera hematoencefálica, que se forma en los vasos sanguíneos del cerebro. Allí controlan qué sustancias entran en el cerebro, protegiéndolo así de sustancias nocivas, depósitos y agentes patógenos. Al mismo tiempo, los productos de desecho también se eliminan del cerebro a través de los vasos sanguíneos, y los macrófagos desempeñan un importante papel regulador en este proceso.
Ilustración artística que muestra las regiones periféricas del cerebro, desde la duramadre hasta el parénquima, con grupos de macrófagos residentes (azul) y macrófagos infiltrantes derivados de monocitos (amarillo).
Universitätsklinikum Freiburg / Maximilian Fliegauf
Implicaciones para el Alzheimer y otras enfermedades
"Es muy importante eliminar los productos de desecho del cerebro, ya que son muy perjudiciales para las células nerviosas. Si los macrófagos no son plenamente funcionales, esto desempeña un papel decisivo en el desarrollo de enfermedades cerebrales. Por ejemplo, en los enfermos de Alzheimer, la eliminación inadecuada de proteínas nocivas de los vasos sanguíneos del cerebro provoca lo que se conoce como angiopatía amiloide cerebral. Los depósitos de proteínas dificultan el suministro de oxígeno al cerebro, lo que puede provocar pérdida de memoria e incluso hemorragias. Nos proponemos utilizar nuestros hallazgos en el futuro para restaurar o incluso mejorar la función de los macrófagos cerebrales en este tipo de enfermedades", prosigue Prinz.
Células inmunitarias brillantes en un modelo de ictus
El equipo de investigación dirigido por Maximilian Fliegauf , farmacéutico y estudiante de doctorado en el Instituto de Neuropatología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo, realizó un seguimiento de las células inmunitarias en un modelo animal a medida que viajaban desde la médula ósea hasta el cerebro y demostró que estas células se asientan a largo plazo específicamente en las interfaces del cerebro. Para ello se utilizaron ratones modificados genéticamente en los que se hizo brillar a las células inmunitarias, lo que permitió observarlas mediante microscopía de alta resolución. Los estudios realizados en un modelo de ictus demostraron que esta sustitución puede influir en las enfermedades. "Demostramos aquí por primera vez que las células inmunitarias de los vasos sanguíneos del cerebro pueden sustituirse de forma muy selectiva, y que las células inmunitarias sustituidas también pueden verse influidas positivamente. En el siguiente paso, queremos utilizar este conocimiento para desarrollar nuevos enfoques terapéuticos para diversas enfermedades vasculares del cerebro."
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