La clave de la regeneración podría estar en tu nariz: científicos descubren cómo el olfato genera nuevas neuronas

Hace no demasiado tiempo que la comunidad científica pudo demostrar que los seres humanos tienen la capacidad de la neurogénesis, la renovación celular que hace que seamos capaces de producir nuevas células nerviosas. Este proceso se basa en la capacidad de las células madre del cerebro para dividirse y diferenciarse en forma de nuevas neuronas. El proceso sucede principalmente en dos áreas cerebrales concretas. Por una parte, en el hipocampo, responsable de la memoria y el aprendizaje, y por otro lado en el bulbo olfativo, relacionado, como su nombre indica, con el sentido del olfato, más importante que su función principal de oler.

Neurogénesis olfativa

El epitelio olfativo es uno de los pocos tejidos del cuerpo de los mamíferos que facilita una capacidad de regeneración neuronal de por vida. El epitelio olfativo contiene dos tipos de células madre que facilitan la capacidad de regeneración neuronal que generalmente se requiere para mantener nuestro sentido del olfato. Las células basales horizontales generalmente están inactivas y solo se activan después de una lesión directa en el epitelio que elimina más que solo las neuronas sensoriales olfativas. Las células basales globosas son, por su parte, las únicas responsables de la generación de neuronas olfativas en el epitelio no dañado.

“Sorprendentemente, la nariz humana renueva sus neuronas cada dos meses más o menos a lo largo de nuestras vidas. Dada esta neurorregeneración inusual, queríamos responder a una pregunta fundamental: ¿Cómo canalizan las células madre señales fluctuantes para producir nuevas neuronas una y otra vez? (…) A largo plazo, nuestra esperanza es descubrir nuevas vías terapéuticas para pacientes con trastornos del neurodesarrollo o neurodegenerativos”, explica Ankur Saxena doctor del Departamento de Biología Celular, Integrativa y del Desarrollo de la Universidad de Alabama en Birmingham y coautor de un interesante nuevo estudio.

En este estudio, publicado en un número especial de Stem Cell Reports, han descubierto cómo las células madre en el sistema olfativo regeneran continuamente las neuronas responsables de nuestro sentido del olfato. Para ello, han utilizado imágenes de pez cebra vivo, seguimiento celular y secuenciación de ARN de una sola célula, técnicas mediante las cuales los investigadores identificaron un ‘interruptor de palanca biestable’ que impulsa a las células progenitoras a comprometerse con destinos específicos y autoorganizarse en ‘vecindarios celulares’. Los hallazgos pueden guiar los enfoques futuros para la reparación cerebral y los tratamientos de enfermedades neurodegenerativas.

Trabajos anteriores ya habían demostrado que las células madre pueden autoorganizarse espontáneamente en grupos de tipos de células especializadas, pero se sabía poco sobre cómo sucede eso. Ahora, gracias a este nuevo estudio, se ha podido explicar con más exactitud cómo la señalización que guía el desarrollo neuronal continuo se integra a múltiples escalas: células individuales, pequeños grupos de células y entre órganos enteros.

El estudio describe “un paradigma previamente desconocido de ensamblaje de vecindad celular a través del cual el epitelio olfativo integra señales fluctuantes y estocásticas para agilizar el compromiso del destino, la diferenciación y la integración en la roseta neuronal olfativa”, en palabras del otro coautor principal, el doctor Sriivatsan Govinda Rajan.

De células madre a nuevas neuronas

Uno de los aspectos más interesantes en este campo de investigación es el hecho de que las células madre deben decidir “en qué tipo celular convertirse, coordinarse con otras, migrar a su sitio correcto y hacerlo en medio de señales ruidosas y variables donde los microambientes densamente poblados tienen altos grados de ruido en la señalización de célula a célula y variaciones en la expresión génica”. Por tanto, la clave es la forma de operar de esos “vecindarios celulares” en los que “las células progenitoras se agrupan en vecindarios neurogénicos que actúan como nichos transitorios para generar nuevas neuronas olfativas”.

Este estudio viene a complementar otro de hace apenas unos meses de la de la Facultad de Medicina de la Universidad Tufts, publicado en Cell Reports Methods, en el que descubrieron que un tipo de célula madre que se cree que está inactiva puede desempeñar un papel más importante en la preservación del sentido del olfato de lo que se creía originalmente. Concretamente, es una subpoblación específica de células basales horizontales que se caracteriza por su presencia de la proteína KRT5 la que promueve activamente la neurogénesis olfativa. Esto lo descubrieron con la eliminación de estas células de los cultivos, lo que provocó una disminución significativa en la generación de nuevas neuronas. Con todos estos últimos avances en un campo que no deja de estudiarse, se espera que en el futuro se pueda conocer más sobre cómo funciona la neurogénesis y se aplique para crear otro tipo de neuronas, lo que podría ser un jaque mate a enfermedades como Alzheimer.