Los astrocitos parecen tener funciones especializadas
Un nuevo estudio del Baylor College of Medicine aporta pruebas de que los astrocitos, las abundantes células de apoyo con forma de estrella del cerebro y la médula espinal, no forman una población general única. Mediante una herramienta genética en ratones, los investigadores descubrieron que distintos subtipos de astrocitos contribuyen a tareas diferentes, como construir conexiones entre células nerviosas, configurar circuitos relacionados con el aprendizaje y la memoria y ayudar a la recuperación tras un ictus.
El trabajo, publicado en Nature, aborda una cuestión persistente de la neurociencia. Ya se sabía que los astrocitos apoyan la comunicación entre células nerviosas, las nutren, mantienen la barrera hematoencefálica y responden a lesiones y enfermedades. Lo que no estaba claro era si tipos concretos de astrocitos desempeñan funciones concretas en el cerebro vivo.
El resultado del equipo de Baylor sugiere que sí. El hallazgo acerca los astrocitos a la forma en que los científicos suelen entender las neuronas: como poblaciones diversas cuya identidad está ligada a un papel específico dentro de un sistema neural.
Células de apoyo con un papel activo
A menudo se ha descrito a los astrocitos como células de apoyo, pero esa etiqueta puede ocultar la amplitud de su participación en el sistema nervioso. Ayudan a las células nerviosas a comunicarse y contribuyen a las condiciones que permiten funcionar a los circuitos cerebrales. También ayudan a mantener la barrera hematoencefálica, que protege el cerebro, y responden cuando este sufre una lesión o enfermedad.
Los investigadores ya habían observado diversidad molecular entre los astrocitos. Algunos presentan moléculas de superficie concretas; otros activan conjuntos de genes diferentes. Experimentos anteriores en placas de laboratorio también indicaban que los astrocitos con perfiles moleculares distintos podían comportarse de manera diferente.
Pero la variación molecular y el comportamiento en una placa no demuestran automáticamente que las células desempeñen funciones distintas en un cerebro intacto. El nuevo estudio se diseñó para comprobar esa cuestión funcional en cerebros de ratón en funcionamiento. Su conclusión es, por tanto, más específica que afirmar que los astrocitos son diferentes: los subtipos identificados parecen participar en funciones biológicas distintas.
Una forma genética de separar subtipos
Los investigadores utilizaron una nueva herramienta genética para distinguir subtipos de astrocitos. Su trabajo se centró en parte en CD51, una proteína presente en la superficie de algunos astrocitos. Al separar poblaciones mediante características moleculares de este tipo, el equipo pudo examinar qué hacen las células en lugar de tratar todos los astrocitos como equivalentes.
Este enfoque es importante porque el cerebro contiene muchos tipos celulares que funcionan muy cerca unos de otros. Una manipulación amplia de todos los astrocitos podría demostrar que importan, pero dejaría sin responder qué células importan para cada resultado. Una herramienta específica para subtipos permite relacionar la identidad molecular de una célula con su función en el desarrollo cerebral, el funcionamiento de los circuitos o la recuperación de una lesión.
En el estudio, diferentes grupos de astrocitos se relacionaron con resultados diferentes. Algunos ayudaron a establecer conexiones entre células nerviosas. Otros configuraron circuitos cerebrales asociados al aprendizaje y la memoria. Los investigadores describieron además un papel relacionado con la recuperación tras un ictus.
Implicaciones para la investigación cerebral
Los hallazgos ofrecen un marco más detallado para estudiar cómo se ensamblan y mantienen los circuitos cerebrales. Desde hace tiempo se sabe que las neuronas incluyen tipos especializados: algunas envían señales activadoras y otras reducen la actividad. El estudio de Baylor sugiere que la diversidad de los astrocitos también puede tener un significado funcional organizado de forma similar.
Eso no significa que los astrocitos simplemente dupliquen el papel de las neuronas. El informe original los describe como células que ayudan a regular y sostener las condiciones en las que los circuitos neuronales se forman, se comunican y responden a las lesiones. Identificar funciones especializadas de los astrocitos añade otra capa al estudio de esos circuitos.
Para la investigación sobre aprendizaje y memoria, el vínculo entre ciertos subtipos y los circuitos relevantes plantea nuevas preguntas sobre cómo las células no neuronales influyen en esas funciones. Para la investigación del ictus, descubrir que un subtipo puede ayudar a la recuperación ofrece una dirección más concreta para estudiar la respuesta celular a las lesiones.
Qué muestra el estudio y qué no
La investigación se realizó en ratones. Por ello, constituye un resultado experimental importante para comprender la biología cerebral, pero no debe interpretarse como un nuevo tratamiento humano ni como una intervención clínica directa. El informe proporcionado no afirma que manipular los astrocitos mejore el aprendizaje, la memoria o la recuperación del ictus en personas.
Su principal avance es metodológico y biológico: una estrategia genética permitió probar las funciones de subtipos de astrocitos en cerebros vivos. Esta estrategia puede ayudar a que trabajos futuros pasen de preguntas generales sobre los astrocitos a preguntas más precisas sobre la contribución de poblaciones celulares concretas.
Tal precisión puede ser valiosa porque los astrocitos participan tanto en el funcionamiento cerebral normal como en lesiones y enfermedades. Antes de considerar cualquier uso terapéutico, sin embargo, los investigadores tendrían que establecer cómo funcionan subtipos comparables en las personas, cómo podrían influirse de forma segura y qué efectos tendría modificarlos en el resto del cerebro.
Una nueva mirada a una célula cerebral conocida
El estudio refuerza la idea creciente de que los astrocitos son participantes activos en la organización cerebral y no una capa de fondo uniforme. Siguen siendo células de apoyo porque sostienen a las neuronas y los circuitos neuronales, pero ese apoyo parece estar diferenciado.
Al demostrar que determinados subtipos pueden ayudar a construir conexiones, configurar circuitos relacionados con el aprendizaje y la memoria y favorecer la recuperación tras un ictus, los investigadores de Baylor han aportado pruebas de una división del trabajo entre estas células. Esto ofrece una base más clara para futuros estudios sobre cómo el cerebro se desarrolla, se adapta y responde a las lesiones.
Este artículo se basa en un reportaje de Medical Xpress. Leer el artículo original.
Originally published on medicalxpress.com
