ARRIBA: Células progenitoras de oligodendrocitos recién identificadas (verde) en el cerebro de un ratón surgen de células madre adultas (azul). Aquí, uno se sienta en la superficie de la pared del ventrículo, ubicado entre los cilios (rojo). ANA DELGADO Y FIONA DOETSCH, BIOZENTRUM, UNIVERSIDAD DE BASILEA
Los científicos han descubierto dos tipos de células gliales en el cerebro de adultos astrocito de ratón y una célula progenitora de oligodendrocitos después de empujar a las células madre neurales para que salgan de la latencia, según un estudio publicado el 10 de junio en Science. Los resultados sugieren nuevas funciones para las células gliales, más conocidas por brindar apoyo a las neuronas, y podrían impulsar una mejor comprensión de cómo los cerebros permanecen plásticos en la edad adulta, cuando la gran mayoría de las neuronas ya no se dividen.
Este estudio es una adición muy importante a toda la historia sobre estas fascinantes células [madre] que existen en el cerebro adulto de roedores que tienen la capacidad de generar nuevas células, dice Arturo Alvarez-Buylla, neurocientífico del desarrollo de la Universidad de California, San Francisco, que no participó en la obra. Comprender las células madre adultas es fundamental para conocer realmente los tipos de plasticidad que existen después de que finaliza el período de desarrollo.
La mayoría de las células cerebrales de los mamíferos, ya sean neuronas o glía, se generan durante el desarrollo embrionario y son reservorios de células madre. las células se vuelven en gran parte, si no completamente, inactivas en la edad adulta. El pequeño goteo de actividad que queda puede ayudar al cerebro a responder al cambio, a veces generando nuevas neuronas para ayudar con el aprendizaje o produciendo células en respuesta a una lesión o enfermedad.
Vea qué hacen las nuevas neuronas en el ¿Los cerebros de los adultos realmente?
Existe un grupo en los cerebros de humanos adultos y ratones, en un área llamada zona ventricular-subventricular (V-SVZ). Las paredes de los dos ventrículos laterales, cavidades llenas de líquido cefalorraquídeo, están revestidas con células madre y, a lo largo de estas paredes, las células tienen una identidad regional donde una célula madre que se encuentra en la pared dicta en qué se diferencia. Esta característica ha sido bien caracterizada para los subtipos neuronales, que se sintetizan dentro de dominios discretos en la pared lateral. Se sabe que las células gliales se generan en niveles bajos a lo largo de la pared septal, pero los subtipos específicos aún se desconocen porque las células a lo largo de esta pared generalmente permanecen inactivas.
Nadie esperaba que estuvieran dentro del sistema ventricular y unido a la pared del ventrículo, por lo que nadie había mirado allí antes. Pero cuando realmente miras, puedes verlos realmente hermosos.
Fiona Doetsch, Universidad de Basilea
Fiona Doetsch, bióloga de células madre y neurocientífica de la Universidad de Basilea en Suiza, coautora del estudio. , ha estado fascinado durante mucho tiempo por las células madre adultas y qué factores regulan esta latencia o inactividad. La gente solía pensar en las células inactivas como células que simplemente se escondían y no eran sensibles a ninguna señal. Pero en realidad, el estado de reposo está emergiendo como un estado mantenido muy activamente, dice Doetsch a The Scientist.
Para determinar qué podría estar manteniendo estas células madre en un estado de reposo, Doetsch primero comparó los transcriptomas de células madre inactivas y activadas purificadas de la V-SVZ de ratones adultos. Aproximadamente el 95 por ciento de las células inactivas tenían niveles altos de un receptor llamado factor de crecimiento derivado de plaquetas beta (PDGFR), en comparación con solo el 50 por ciento de las células madre activadas. Esta pista llevó a Doetsch a sospechar que perturbar la señal de PDGFR podría liberar las células madre de la latencia.
Desarrollaron un modelo de ratón con un PDGFR alterado que no podía unirse a ligandos y etiquetaron células madre adultas V-SVZ. con una proteína fluorescente para rastrear cualquier célula nueva generada por las células madre.
Como se esperaba, el silenciamiento de PDGFR condujo a un aumento en las células madre activas y en división en ambas secciones de la V-SVZ en comparación con el control ratones, y este renacimiento resultó en la detección de neuronas más maduras en el bulbo olfatorio, así como más oligodendrocitos, un tipo de célula glial, en el cuerpo calloso adyacente. Las neuronas olfatorias se rastrearon hasta la pared lateral, mientras que los oligodendrocitos procedían de la pared septal. Se detectaron células fluorescentes fuera de los ventrículos durante más de 180 días, una indicación de que las nuevas células persistían y se integraban en el cerebro.
El experimento llevó al equipo de Doetsch a identificar dos tipos de células gliales que los científicos no habían documentado antes. Un dominio en la pared septal produjo un tipo de astrocito indicado por marcadores moleculares característicos de este tipo de células que los investigadores llamaron gorditas debido a sus cuerpos celulares achaparrados y redondos que son más pequeños que los astrocitos conocidos, que tienen una apariencia arbustiva.
Las células progenitoras de oligodendrocitos recién descritas (verde) entran en contacto con axones neuronales de larga distancia (magenta) en la pared de los ventrículos cerebrales. Ana Delgado y Fiona Doetsch, Biozentrum, Universidad de Basilea incluyendo una región ubicada en la punta del ventrículo que generó células progenitoras de oligodendrocitos (OPC), un intermediario entre las células madre y los oligodendrocitos maduros. Es raro, dice Doetsch a The Scientist, que estas células estén adheridas a la superficie de la pared del ventrículo en lugar de enterrarse en el tejido cerebral. Nadie esperaba que estuvieran dentro del sistema ventricular y adheridos a la pared del ventrículo, por lo que nadie había mirado allí antes, dice Doetsch. Pero cuando realmente miras, puedes verlos realmente hermosos.
Doetsch y su equipo notaron varias cualidades inusuales en los OPC más allá de su elección de bienes inmuebles. Las células estaban continuamente bañadas en líquido cefalorraquídeo que pasaba entre los dos ventrículos laterales, y aunque las células progenitoras no tenían la vaina de mielina característica que usan los oligodendrocitos maduros para aislar los axones de las neuronas, estas células intermedias aún estaban entrelazadas con los axones de las neuronas que se extendían de regiones cerebrales alejadas de la V-SVZ.
Ninguna de estas células progenitoras se diferenció en oligodendrocitos maduros durante el experimento, otra rareza, dice Sarah Moyon, neurocientífica de la Universidad de la Ciudad de Nueva York que estudia los oligodendrocitos y fue no participan en esta investigación. Su posición, dónde están y el hecho de que . . . no las vemos teñirse para los marcadores clásicos de oligodendrocitos maduros, todo sugiere que estas células tienen una razón para permanecer como progenitores, con su propia función única y aún desconocida, agrega.
Dado su contacto tanto con el líquido cefalorraquídeo como con los axones de largo alcance, tanto Moyon como Doetsch le dicen a The Scientist que sospechan que las OPC desempeñan algún papel en la comunicación neuronal. Están preparados de manera única para detectar e integrar señales de diferentes regiones del cerebro, dice Doetsch. Estamos muy interesados ahora en definir los receptores que expresan y qué tipo de información se intercambia entre las células.
Debido a que la mayoría de las células madre V-SVZ están inactivas en condiciones normales, el equipo llevó a cabo un último experimento para ver si la lesión podría hacer que las células se activen de forma natural. Inyectaron un compuesto llamado lisolecitina que degrada la mielina en el cuerpo calloso de ratones de tipo salvaje. En respuesta, las células madre a lo largo de la pared septal comenzaron a producir más OPC y astrocitos gorditos, aunque los investigadores no rastrearon si las células migraron al cuerpo calloso, un paso para el trabajo futuro.
Mientras este estudio se hizo en ratones, los humanos tienen regiones cerebrales análogas. Ahora que entendemos este modulador de la quiescencia [de células madre] en ratones, tal vez uno podría probar si está presente de manera similar en humanos. Y aún no sabemos si estos progenitores de oligodendrocitos están presentes allí, dice Doetsch a The Scientist. Sabemos muy poco sobre ellas y aún queda mucho por descubrir.
Este video de la neurocientífica Fiona Doetsch explica la identificación de dos nuevos tipos de células gliales en el cerebro.Fiona Doetsch