Un nuevo estudio muestra que la terapia con células madre ‘impulsa’ la reparación del cerebro después de un accidente cerebrovascular

Cada 40 segundos, alguien en Estados Unidos sufre un derrame cerebral. Para los sobrevivientes del tipo más común de accidente cerebrovascular, llamado accidente cerebrovascular isquémico, sólo alrededor del 5 por ciento se recupera por completo. La mayoría de los demás sufren problemas a largo plazo, como debilidad, dolor crónico o epilepsia.

Ahora, científicos de los Institutos Gladstone y la empresa de medicina regenerativa SanBio han demostrado que una terapia celular derivada de células madre puede restaurar los patrones normales de actividad cerebral después de un derrame cerebral. Si bien la mayoría de los tratamientos para el accidente cerebrovascular deben administrarse en las horas inmediatas posteriores al accidente cerebrovascular para tener un beneficio, la terapia celular fue efectiva en ratas incluso cuando se administró un mes después.

«Actualmente no existen tratamientos que puedan administrarse semanas o meses después de un accidente cerebrovascular para prevenir los síntomas a largo plazo, por lo que esto es increíblemente emocionante», dice la investigadora de Gladstone, Jeanne Paz, Ph.D., quien dirigió el nuevo estudio. publicado en Terapia molecular. «Nuestros hallazgos sugieren que este momento no es demasiado tarde para intervenir y marcar la diferencia».

Las células madre modificadas utilizadas en el estudio llevan más de una década en desarrollo clínico para tratar el derrame cerebral y Lesiones cerebrales traumáticas. Los ensayos clínicos ya habían indicado que, en algunos pacientes, las células madre podrían ayudar a recuperar el control de brazos y piernas. Sin embargo, los científicos no estaban seguros de qué cambios en el cerebro contribuyeron a estas mejoras en los síntomas.

El nuevo estudio es el primero en detallar los efectos de las células madre sobre la actividad cerebral. El trabajo podría conducir a mejoras en la terapia con células madre y contribuir al desarrollo de otros tratamientos con impactos similares en el cerebro.

Abordar la hiperexcitabilidad cerebral

Un accidente cerebrovascular isquémico ocurre cuando se bloquea el flujo sanguíneo a una parte del cerebro, generalmente debido a un coágulo de sangre o al estrechamiento de los vasos sanguíneos. Esto priva a las células cerebrales de oxígeno y nutrientes, lo que provoca que algunas células mueran y otras cambien sus actividades.

Paz ha estudiado durante mucho tiempo los cambios cerebrales que resultan de los accidentes cerebrovasculares y conducen a problemas a largo plazo como la epilepsia. Ella y otros han descubierto que las células en regiones cerebrales dañadas pueden volverse demasiado activas o hiperexcitables, enviando señales demasiado fuertes o demasiado frecuentes a otras regiones del cerebro.

«Esta hiperexcitabilidad se ha relacionado con problemas de movimiento y convulsiones, pero no se han desarrollado terapias para revertirla de manera efectiva», dice Paz, quien también es profesor asociado en el Departamento de Neurología de UC San Francisco y miembro del Consorcio Internacional de Epilepsia Post-Actus, cuyo objetivo es acelerar los descubrimientos para prevenir el desarrollo de epilepsia después de un accidente cerebrovascular.

Efectos sorprendentes

En el nuevo estudio, Paz y sus colaboradores probaron una terapia con células madre que está desarrollando SanBio. Un mes después de que las ratas sufrieran un derrame cerebral, los científicos inyectaron células madre humanas modificadas en el cerebro de los animales cerca del sitio de la lesión. En las semanas siguientes, midieron la actividad eléctrica en el cerebro y también analizaron células y moléculas individuales.

Descubrieron que el tratamiento revirtió la hiperexcitabilidad cerebral en ratas con accidentes cerebrovasculares, restableciendo el equilibrio en las redes neuronales. Además, se incrementó una cantidad de proteínas y células que son importantes para la función y reparación del cerebro.

Si bien menos del uno por ciento de las células humanas permanecieron en el cerebro de las ratas una semana después del trasplante, los efectos de los trasplantes fueron duraderos.

«Parece que estas células esencialmente están impulsando los propios procesos de reparación del cerebro», dice Barbara Klein, Ph.D., científica principal de SanBio y primera autora del nuevo estudio. «Esto puede abrir una nueva ventana de oportunidad para que el cerebro se recupere, incluso en la fase crónica después de un derrame cerebral».

Los científicos también analizaron muestras de sangre de ratas con y sin terapia con células madre. A través de esto, identificaron una combinación específica de moléculas en la sangre, incluidas muchas involucradas en la inflamación y la salud del cerebro, que cambiaron después de un derrame cerebral pero que la terapia restauró a la normalidad.

«Estos efectos fueron tan sorprendentes que repetimos los experimentos una y otra vez porque no nos los creíamos», dice Paz. «Es increíble que se pueda inyectar algo de corta duración en el cerebro y tener efectos duraderos, no sólo en la hiperexcitabilidad del cerebro, sino también en el resto del cuerpo».

Dando forma a los tratamientos futuros

Los investigadores dicen que la lección más interesante del nuevo estudio es que, incluso un mes después de un derrame cerebral, los tratamientos tienen el potencial de restaurar la excitabilidad normal en el cerebro.

«Esto nos dice que puede haber esperanza para los pacientes con lesiones cerebrales crónicas que, hasta ahora, no tenían ninguna opción de tratamiento», dice Agnieszka Ciesielska, Ph.D., investigadora postdoctoral en el laboratorio de Paz en Gladstone, quien es otra de las primeras autoras del estudio. el estudio.

Sin embargo, se necesita más trabajo para demostrar que la disminución de la hiperexcitabilidad inducida por las células madre conduce en última instancia a una reducción de los síntomas en los pacientes. Si es así, se podrían desarrollar tratamientos adicionales para calmar las neuronas hiperactivas.

El equipo también espera llegar a comprender mejor cómo exactamente las células madre mejoran las funciones cerebrales. Si pueden identificar algunas moléculas que desempeñan funciones clave, podrían desarrollar fármacos de moléculas pequeñas que imiten los efectos de las células madre.

Las células utilizadas en el estudio, conocidas como células SB623, han sido desarrolladas por SanBio para el tratamiento de déficits motores neurológicos crónicos secundarios tanto a accidentes cerebrovasculares como a lesiones cerebrales traumáticas. El tratamiento fue aprobado recientemente en Japón para mejorar la parálisis motora crónica después de una lesión cerebral traumática. SanBio también busca ampliar las indicaciones y buscar la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.