Mejora de la eficacia de la terapia de trasplante de células para accidentes cerebrovasculares o lesiones cerebrales traumáticas

Los investigadores han desarrollado una técnica para mejorar la eficacia de la terapia de trasplante de células para accidentes cerebrovasculares o lesiones cerebrales traumáticas. El equipo, incluido el profesor Jun Takahashi, el investigador Bumpei Samata y el estudiante graduado Keitaro Yamagami del Departamento de Aplicación Clínica de CiRA, publicado su estudio en la revista Medicina traslacional de células madre el 28 de septiembre de 2024.

Cuando la corteza motora del cerebro se daña debido a una lesión cerebral traumática o un accidente cerebrovascular, puede provocar una parálisis motora a largo plazo y un deterioro significativo de la función motora. Aunque comúnmente se emplean tratamientos como la farmacoterapia, la cirugía y la rehabilitación, su eficacia es limitada debido a la baja capacidad regenerativa del sistema nervioso central (SNC), por lo que es necesario el desarrollo de terapias curativas.

La terapia de trasplante de células que utiliza organoides cerebrales derivados de células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC) ha ganado atención como un nuevo enfoque de tratamiento prometedor para reparar los circuitos neuronales dañados y promover la recuperación de las funciones motoras. Sin embargo, la tasa de éxito sigue siendo baja debido a la muerte celular aguda después del trasplante de células.

Informes anteriores han demostrado que los trasplantes de células una semana después de una lesión cerebral traumática conducen a mejores resultados en términos de injerto celular y extensión axonal neuronal en comparación con los trasplantes inmediatamente después de la lesión. Basándose en esas observaciones, el grupo de investigación planteó la hipótesis de que los tejidos cerebrales una semana después de una lesión cerebral traumática pueden ofrecer un entorno más favorable para el trasplante de células que inmediatamente después de la lesión.

Por lo tanto, intentaron identificar sustancias candidatas responsables del entorno más permisivo en este último momento. El grupo encontró varias sustancias candidatas mediante análisis del transcriptoma, comparando la expresión de ARN en tejidos cerebrales inmediatamente y una semana después de la lesión.

Se realizaron pruebas de toxicidad celular utilizando neuronas derivadas de organoides cerebrales para evaluar la capacidad de estas sustancias candidatas para proteger contra el estrés oxidativo, una causa común de muerte de células neuronales después de accidentes cerebrovasculares y lesiones cerebrales traumáticas.

El estudio encontró que el tratamiento con progranulina (PGRN), un factor de crecimiento, reducía la apoptosis mediante la fosforilación de Akt y mejoraba la supervivencia de las neuronas. Para validar los efectos terapéuticos de los organoides cerebrales derivados de iPSC humanos (hiPSC-CO) tratados con PGRN, los investigadores trasplantaron hiPSC-CO tratados con PGRN humano recombinante (rhPGRN) en cerebros de ratones y realizaron evaluaciones histológicas tres meses después.

Los resultados mostraron una mejora significativa en la eficiencia del injerto de hiPSC-CO, con una extensión axonal mejorada a lo largo del tracto corticoespinal, en el grupo tratado con rhPGRN en comparación con el grupo no tratado.

Según estos resultados, se cree que rhPGRN actúa como agente cebador para mejorar el injerto y la extensión axonal de neuronas derivadas de iPSC durante la terapia de trasplante de células. Serán necesarios más estudios para identificar rutas de administración óptimas y evaluar la seguridad (p. ej., formación de tumores) para garantizar terapias de trasplante de células más seguras y eficaces.