Se trata del efecto promotor de la neurogénesis que tienen las vesículas extracelulares producidas por las células madre del cerebro. El estudio realizado por investigadoras e investigadores de CONICET podría tener impacto sobre las enfermedades neurodegenerativas. En la foto Claudia Banchio y Susana Delgado, las principales científicas que realizaron el estudio. Imagen: Elizabeth Karayekov.
“Una nueva pandemia”, alerta Claudia Banchio, investigadora del consejo y jefa de grupo en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR), cuando indica que para 2050 se estima que la incidencia de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson alcanzaría los 150 millones de casos a nivel mundial. Estos trastornos comparten un evento común que es la muerte de las neuronas, las células funcionales del cerebro, que genera los deterioros cognitivos que constituyen la primera causa de discapacidad y la segunda de mortalidad en personas mayores de 65 años. La pérdida de neuronas resulta en principio irreversible porque son células que no pueden multiplicarse. “Si bien esto es cierto, ahora sabemos que las neuronas se pueden regenerar a partir de células madre”, indica Banchio, y explica que en el cerebro existen células madre neurales que tienen la capacidad de diferenciarse en neuronas, reemplazando las que pueden morir a lo largo de la vida. “Sin embargo, en un cerebro adulto son escasas y resultan insuficientes para reparar el daño totalmente, y por eso se padecen estas enfermedades”, agrega. Este hecho, impulsa la intensa búsqueda de una manera efectiva de aumentar las células madre neurales en el cerebro. En estudios pre clínicos se ha llegado a evaluar el trasplante de células madre como una alternativa, aunque mostrando resultados poco alentadores.
Una nueva investigación conducida por Banchio realiza un valioso aporte a esta búsqueda al demostrar que las vesículas extracelulares fabricadas y liberadas por las células madre neurales en el cerebro tienen dos efectos fundamentales: por un lado, favorecen la proliferación de otras células madre y, por otra parte, las inducen a que se diferencien en neuronas funcionales. “Pensamos que estas vesículas –llamadas exosomas- podrían ser eficientes para actuar sobre las células madre que están en el cerebro, logrando que proliferen y también que se diferencien en nuevas neuronas”, enfatiza. Susana Delgado, becaria doctoral del CONICET que realizó su tesis con este trabajo de investigación publicado en la revista Frontiers in Molecular Neuroscience, agrega que también observaron cómo los exosomas “recuperan la funcionalidad normal de las neuronas dañadas o con morfologías aberrantes que pueden producirse por una situación inflamatoria en el cerebro”.
Fluorescencia microscópica
Los experimentos que arrojan estos notables resultados fueron realizados utilizando células madre aisladas del cerebro de ratones de trece días de gestación. “Partimos de embriones de ratón que miden más o menos un centímetro”, detalla Delgado, primer autora del trabajo, y agrega: “De allí obtenemos las células madre para realizar los experimentos, es un trabajo de mucha precisión y muchas horas en el microscopio de fluorescencia, que son las más lindas”.
Mediante técnicas de biología celular que combinan el uso de anticuerpos con moléculas que emiten fluorescencia, se pueden identificar y hacer visibles estructuras específicas presentes en distintos tipos celulares, que de otra forma se verían traslucidas al observarlas bajo el microscopio. “De esta manera pudimos comprobar que el efecto promotor de los exosomas sobre la diferenciación de las células madre genera neuronas y no otro tipo de célula nerviosa”, explica Delgado.
La base científica de una startup
Por su novedad y altura inventiva, los resultados de esta investigación se encuentran protegidos por una patente provisional y son la base de una startup que busca soluciones para enfermedades neurodegenerativas llamada EXO+. “Que estas vesículas extracelulares induzcan la diferenciación de células madre a neuronas funcionales y que aumenten los parámetros asociados a la función neuronal que generalmente se ven afectados por enfermedades neurodegenerativas, plantea la hipótesis que podrían ser utilizadas para regenerar neuronas en el contexto de estas patologías”, anticipa Banchio.
Cuando una startup surge a partir de las investigaciones realizadas por científicos y científicas del CONICET en sus unidades ejecutoras, el organismo tiene un rol protagónico en el desarrollo de la empresa, que se denomina Empresa de Base Tecnológica (EBT), ya que tiene la capacidad para generar y transferir tecnología, siendo ésta la base de su ventaja competitiva y de su actividad empresarial. En el caso de EXO+, se destaca también el impulso brindado por el comité de inversión SF500, una iniciativa de Bioceres S.A y la Provincia de Santa Fe que busca potenciar las interacciones entre el sistema científico y el sector productivo.
Banchio destaca la importancia de esta vinculación tecnológica porque “sin ciencia básica no se puede llegar a algo aplicado”, y aclara que la investigación que continúan haciendo es la misma “pero intenta llegar más rápido a validar el uso de estos conocimientos”. “En Argentina, las investigadoras y los investigadores no estamos todavía acostumbrados a hacer estas startups, pero la realidad es que la ciencia que las gesta puede salir de las tesis doctorales que dirigimos, como fue en mi caso”, enfatiza.
Mucho por hacer
En los caminos de la investigación los resultados habilitan siempre nuevas interrogantes. Actualmente, Banchio y su equipo comenzaron una serie de análisis bioquímicos para determinar cuáles de las moléculas que conforman los exosomas son específicamente las implicadas en promover la regeneración neuronal y dilucidar los mecanismos moleculares por los cuales ejercen este efecto sobre las células.
También, adelanta Banchio: “Nos interesa establecer si los exosomas son funcionales sobre neuronas humanas en condiciones in vitro que reproducen los efectos de la enfermedad de Parkinson y Alzheimer”. Según cuenta, además planifican realizar ensayos utilizando células madres “envejecidas” y explica que esto permitiría ver cómo responden a exosomas de células más “jóvenes”.
Sin dudas queda mucho trabajo por hacer en el laboratorio, pero el entusiasmo de la investigadora se enciende cuando mira hacia al futuro y declara: “Llegamos hasta aquí porque estoy convencida que esta ciencia básica no puede solo quedar escrita en los libros o en las revistas científicas, sino que tiene que llegar a la sociedad”.
Por Elizabeth Karayekov
Comunicación IBR (CONICET-UNR)
Referencias bibliográficas:
Susana Delgado Ocaña, Dario Magaquian & Claudia Banchio. Neural stem cell-derived extracellular vesicles favour neuronal differentiation and plasticity under stress conditions. 2023 Frontiers in Molecular Neuroscience Volume 16 https://doi.org/10.3389/fnmol.2023.1146592
