Pioners

Arantxa Cebrián, investigadora predoctoral; Vicente Herranz, investigador postdoctoral Ciberned; José Manuel García Verdugo, catedràtic de Biologia Cel·lular; i Sara Gil-Perotín, investigadora postdoctoral del programa Río Hortega.

José Manuel García Verdugo és catedràtic en Biologia Cel·lular per la Universitat de València i ja fa més de trenta anys que investiga l’enigmàtic món de les neurones. En la seua carrera com a investigador en el camp de la neurogènesi, però, García Verdugo s’ha enfrontat a diversos reptes. Un d’aquests ha estat l’acceptació per part de la comunitat científica de l’existència de cèl·lules mare neurals, teoria que va representar un trencament amb el pensament clàssic de la neurociència, que afirmava que no hi havia producció de neurones posterior al naixement. Després d’anys treballant amb el prestigiós investigador mexicà Arturo Álvarez-Buylla, García Verdugo i el seu grup de neurobiologia comparada han aconseguit continuar al capdavant de la investigació en aquest camp de la ciència i tombar altres principis tradicionals.

«Trencar amb una hipòtesi clàssica de la neurociència». Un titular així no s’aconsegueix tots els dies.
José Manuel García Verdugo: Ja fa uns anys el nostre grup va participar activament en la confirmació de l’existència de la neurogènesi al cervell adult. La neurociència clàssica afirmava que no hi havia neurogènesi després del naixement i nosaltres vam aportar prou informació per a demostrar que hi ha una producció de noves cèl·lules al cervell després de nàixer. A més, vam fer un altre pas: vam identificar la cèl·lula mare responsable d’aquesta neurogènesi, en la zona subventricular i en el gir dentat de l’hipocamp.
Sara Gil-Perotín: El fet que hi haja producció de noves neurones en el cervell adult és molt important, perquè s’ha demostrat que l’exhauriment de neurones té una implicació directa en el desenvolupament d’algunes patologies cerebrals que afecten en gran mesura la nostra societat.

Sara Gil-Perotín: «Treballem en un projecte per transportar, amb camps magnètics, cèl·lules mare a les zones danyades per un infart cerebral»

J. M. García Verdugo: Per entendre la rellevància d’aquest fenomen hem d’imaginar que la regió del cervell que s’encarrega de la memòria i l’aprenentatge, el gir dentat de l’hipocamp, és com un microxip que funciona com a via d’entrada de la informació. La massa enorme que ocupa la superfície del nostre cervell, l’escorça cerebral, actua com un disc dur i enregistra i processa la informació rebuda. La capacitat d’aprenentatge, de fet, es basa en part en l’addició de noves neurones que, al mateix temps, depenen de les cèl·lules mare ubicades al cervell. El problema, però, arriba quan aquestes cèl·lules mare s’esgoten, ja que si açò ocorre deixarem de produir noves neurones que puguen reemplaçar aquelles cèl·lules que patesquen una deterioració. Aquesta degeneració neuronal és la que condueix a patologies com la malaltia de Parkinson o la d’Alzheimer. En canvi, s’ha demostrat que si aconseguim mantenir les neurones actives podem impedir, o almenys reduir, el deteriorament i no necessitarem de les cèl·lules mare en gran quantitat. Quan dic «mantenir-les actives» no m’estic referint a aprendre cinc idiomes o llegir tres llibres cada dia. Una activitat cerebral normal, com la del camperol que planta tomaques i es planteja la millor manera per fer-ho, és suficient per a impedir que les neurones moren.

Si no m’equivoque estan en procés de tombar un altre pilar de la neurociència clàssica. Què sustenta, aquest altre?
Vicente Herranz: Durant el desenvolupament embrionari es produeix un excés de neurones. Aquestes cèl·lules estableixen connexions sinàptiques entre elles, mentre que aquelles neurones que no aconsegueixen establir contacte amb unes altres acaben eliminant-se. Fins ara, pensàvem que aquesta mort programada era deguda als senyals rebuts d’altres neurones. Però amb aquest article s’ha demostrat que no depèn de senyals externs, sinó que aquest senyal, aquesta mort programada, és intrínsec a la mateixa cèl·lula.

Com ho han demostrat, això?
V. Herranz: Un dels experiments que vam fer per demostrar-ho consisteix a trasplantar neurones d’un organisme a un altre d’edat diferent. Les neurones trasplantades morien en la data que els pertocaria en l’organisme original, i no en la data que els correspondria en l’organisme hoste. Per tant, es dedueix que és un senyal intrínsec qui determina la seua mort.

Vicente Herranz: «Després d’un ictus, les neurones supervivents estableixen noves connexions i assumeixen parcialment les funcions de les desaparegudes»

J. M. García Verdugo: D’altra banda, també hem observat que, independentment del nombre de cèl·lules trasplantades, sempre sobreviu el mateix percentatge. I les que moren sempre ho fan en una cronologia semblant. Açò contradiu en certa mesura la teoria clàssica, que si fa no fa diu que, quan trasplantes neurones, aquestes viuen més o menys en funció dels espais que hi ha disponibles per interconnectar-se.
Arantxa Cebrián: Segons aquesta teoria tradicional, la supervivència dependria de l’establiment de connexions sinàptiques. Si una neurona fóra trasplantada i no tinguera lloc en l’escorça cerebral, moriria. En canvi, si una neurona es connectara a través d’una sinapsi, rebria una sèrie de factors que la protegirien d’una mort programada.
J. M. García Verdugo: De tal manera que sobreviurien aquelles que tingueren espai per connectar-se i adquirir factors de supervivència. El fet que fóra sempre el mateix percentatge de supervivents, en canvi, ens feia pensar que el nombre de morts era independent del nombre d’espais disponibles. És aleshores quan arribem a la conclusió que són elles mateixes les qui determinen la seua pròpia destinació. Observem que en «escenaris mutants», on eliminem aquests factors de protecció, hi ha neurones que sobreviuen, mentre que, segons el que es pensava fins ara, haurien d’haver mort totes per no rebre aquests factors tròfics.

Han mencionat algunes patologies cerebrals molt presents en la nostra societat. Les seues investigacions, a banda de contribuir al coneixement bàsic, tenen aplicacions terapèutiques?
S. Gil-Perotín: Intentem combinar les dues facetes. Jo, com a metge, sempre procure que les nostres troballes tinguen aplicacions terapèutiques. No fa molt, per exemple, hem rebut finançament per treballar, amb altres investigadors valencians i catalans, en un projecte sobre l’impacte que tenen els infarts cerebrals, i com podem con­duir la migració de cèl·lules mare cap a les zones afectades a través de camps magnètics.

Camps magnètics per dirigir cèl·lules?
S. Gil-Perotín: Sí. Això és possible si marquem les cèl·lules amb partícules de ferro per poder dirigir-les a les regions del cervell on hi ha hagut una pèrdua de neurones, a més d’observar-les en aquest entorn.
J. M. García Verdugo: Quan hi ha un ictus o infart cerebral, les cèl·lules mare del cervell s’activen per produir neurones, però en ocasions són incapaces d’enviar-hi suficients efectius per reparar els danys.
S. Gil-Perotín: De fet, el que ocorre habitualment és que les neurones que queden vives reestableixen les connexions per intentar ocupar-se de les tasques que feien les neurones mortes. Amb tot, les facultats cerebrals no sempre es recuperen totalment.

Si no ho he entès malament, si perdem una regió del cervell, les cèl·lules que queden tracten d’assumir les funcions de les desaparegudes?
V. Herranz: Exacte. Quan una persona després d’un ictus aconsegueix tornar a caminar, o a parlar, és precisament per això: s’han establert nous circuits i altres neurones han assumit la funció de les que han estat afectades.
J. M. García Verdugo: La raó per la qual la persona que ha patit un ictus tarda un temps a recuperar-se parcialment és que el microxip ha tardat un temps a reestablir les connexions truncades.

I què ocorre si la zona perjudicada és l’hipocamp, és a dir, el microxip?

J. M. García Verdugo: Moltes de les malalties, o demències cerebrals, segurament ocorren perquè el gir dentat de l’hipocamp, el microxip, es veu afectat i perd dimensió o funcionalitat. Sabem que els pacients d’Alzheimer tenen un gir dentat molt, molt reduït… Les cèl·lules mare s’han esgotat, no produeixen neurones i la zona es redueix fins que el microxip, tot i que el disc dur conté informació, no la processa correctament.
A. Cebrián: Açò explica que una persona s’alce un matí i recorde la seua infància però no recorde què ha dinat. El seu disc dur conserva la informació però el microxip no hi connecta sempre.

 

© Mètode 2013 - 76. Dones i ciència - Hivern 2012/13

Llicenciat en Periodisme (València).