Las células cerebrales más viejas se aferran con fuerza a la vida antes de morir

Un estudio revela que células críticas para la función cerebral en edad madura sobreviven hasta 45 días después de sufrir un traumatismo, mientras que las más jóvenes con las mismas lesiones mueren mucho antes.

Por Morgan Kelly

Imagen conceptual generada con DALL-E.

Para los oligodendrocitos —células que forman la capa de mielina que envuelve y protege los tejidos nerviosos del cerebro y la médula espinal— , la edad puede no les aporta sabiduría, pero sí el poder de aferrarse a la vida durante mucho, mucho más tiempo de lo que los científicos creían. Así lo confirma un estudio publicado en el Journal of Neuroscience.

Los oligodendrocitos maduros tardaron unos sorprendentes 45 días en morir tras un traumatismo mortal que mató a las células más jóvenes en las veincuatro horas previstas, según informan investigadores del Dartmouth College, en Estados Unidos. Los hallazgos sugieren que existe una nueva vía terapéutica para revertir o prevenir el daño que el envejecimiento y enfermedades como la esclerosis múltiple causan a estas importantes células.

Recordemos que los oligodendrocitos son un tipo de célula glial del sistema nervioso central, que incluye el cerebro y la médula espinal. Son fundamentales para la formación y el mantenimiento de la mielina, una sustancia grasa que envuelve las fibras nerviosas, conocidas como axones.

Esta capa de mielina funciona como un aislante eléctrico y es esencial para la transmisión eficiente de impulsos nerviosos a lo largo de las neuronas. Gracias a la mielina, las señales pueden viajar rápidamente y con eficiencia por todo el sistema nervioso.

La muerte de los oligodendrocitos puede provocar la pérdida de la función motora, la sensibilidad y la memoria, ya que las neuronas pierden la capacidad de comunicarse.

La vejez y las enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis múltiple, dañan a los oligodendrocitos. Cuando las células mueren, su producción de mielina perece con ellas, lo que provoca que las vainas de mielina se rompan sin nadie que las reponga. Esto puede provocar la pérdida de la función motora, la sensibilidad y la memoria, ya que las neuronas pierden la capacidad de comunicarse.

Los neurocientíficos han supuesto que los oligodendrocitos dañados, como todas las células lesionada, inician una autodestrucción celular denominada apoptosis, en la que las células literalmente se suicidan. Pero los investigadores del Dartmouth College han descubierto que los oligodendrocitos maduros pueden experimentar una vida prolongada antes de su muerte que nunca antes se había visto. Los hallazgos plantean la pregunta crucial de qué cambia en estas células, a medida que maduran, para que puedan persistir.

Un estudio del Dartmouth College ha descubierto que las células cerebrales maduras llamadas oligodendrocitos persisten antes de fallecer. Foto: Timothy Chapman, Guarini '23)

"Hemos descubierto que las células maduras siguen una vía controlada, pero no la clásica vía de muerte celular programada", afirma Robert Hill, profesor de Ciencias Biológicas y uno de los autores del artículo.

"Creemos que esto nos está mostrando lo que ocurre en los cerebros a medida que envejecemos y revelando mucho sobre cómo mueren estas células en las personas mayores— afirma Hill. Y añade—: Es importante que sigamos investigando este mecanismo único. Tenemos que entender por qué estas células siguen esta vía para poder fomentarla o prevenirla, dependiendo del contexto de la enfermedad."

Otro de los autores del trabajo, el biólogo Timothy Chapman, asegura que los esfuerzos para desarrollar tratamientos dirigidos a preservar la mielina se han centrado en el cultivo de oligodendrocitos jóvenes y la protección de los maduros. Pero este estudio sugiere que las células pueden cambiar significativamente a medida que envejecen y que un tratamiento único podría no funcionar.

Un enfoque dual: viejas vs jóvenes.

"En respuesta a lo mismo, las células jóvenes van por un lado y las células viejas por otro— dice Chapman, que ahora es investigador en la Universidad de Stanford. Y continúa—: Si deseas proteger las células viejas, es posible que tengas que hacer algo completamente diferente que si quisiera ayudar a que las células jóvenes maduren. Probablemente necesitarás un enfoque dual”.

El artículo se basa en un modelo de tejido vivo que el equipo informó en la revista Nature Neuroscience en marzo de 2023 y que les permite iniciar la muerte de un solo oligodendrocito para observar cómo reaccionan las células que lo rodean. Informaron que cuando un oligodendrocito en un cerebro joven moría, las células a su alrededor reponían inmediatamente la mielina perdida. Sin embargo, en un cerebro equivalente al de una persona de sesenta años, las células circundantes no hicieron nada y se perdió la mielina.

"Este modelo nos acerca todo lo posible al proceso de muerte celular que tiene lugar en el cerebro— afirma Hill. Y añade—: Podemos modelizar muy bien los efectos del envejecimiento. Nuestra capacidad de seleccionar un solo oligodendrocito, ver cómo muere y ver cómo se regenera o no nos permite comprender qué impulsa este proceso a nivel celular y cómo puede controlarse."

Un modelo de tejido vivo demostró que un traumatismo mortal mataba a los oligodendrocitos más jóvenes (azul) en veinticuatro horas, mientras que las células maduras tardaban 45 días en morir. Foto: Robert Hill

Para el último estudio, los investigadores utilizaron su modelo para dañar mortalmente el ADN de los oligodendrocitos utilizando lo que equivale a un rayo de muerte celular: un dispositivo basado en fotones llamado 2Phatal que desarrolló Hill. También utilizaron como comparación el método estándar para eliminar la mielina que emplea la toxina cuprizona, basada en el cobre.

Como ya se había observado en estudios anteriores, las células inmaduras murieron rápidamente. Pero las células más viejas sobrevivieron, lo que el equipo de Dartmouth interpretó al principio como una resistencia al daño del ADN.

El estudio se aclaró cuando los investigadores examinaron las células maduras 45 días después utilizando una técnica de imagen de alta resolución a largo plazo desarrollada en el laboratorio de Hill. "Fue entonces cuando vimos que las células no eran resistentes al daño, sino que experimentaban una muerte celular prolongada", explica Hill.

"Nadie había comprobado la muerte celular tanto tiempo después de dañar el ADN. Es el único ejemplo que podemos encontrar en la literatura en el que una célula experimenta un acontecimiento tan traumático y permanece más de una semana", afirma Hill.

¿Una agonía prolongada es buena o mala?

Como los seres humanos tienen oligodendrocitos de por vida, se sabe que estas células acumulan daños en el ADN y son más resistentes que otras células, según Chapman. "Por eso creemos —añade— que este efecto es aplicable al envejecimiento. Una de las razones por las que estas células pueden persistir durante tanto tiempo es porque están acostumbradas a experimentar este tipo de daño de forma natural en el envejecimiento", afirma.

El estudio abre la primera puerta de un vasto laberinto de más preguntas, dicen Hill y Chapman, como, por ejemplo, si la muerte prolongada es algo bueno. Puede ser el equivalente de una mielina disfuncional, que es peor que si no hubiera mielina en absoluto, dice Hill. Aísla la célula del tejido circundante y la priva esencialmente de nutrientes.

"Es casi como si hubiera basura en el axón durante 45 días. ¿Queremos salvar esa basura o acelerar su eliminación? Ni siquiera sabíamos que esa era una pregunta hasta que vimos esto", advierte Hill.

"Si entendemos el mecanismo de muerte celular, quizá podamos acelerarlo y deshacernos de esa mielina disfuncional—afirma Hill . Y concluye—: Siempre intentamos salvar las células y salvar el tejido, pero hay que saber si merece la pena salvarlas".

• Información facilitada por el Dartmouth College

• Fuente: Timothy W. Chapman, Yasmine Kamen, Enrique T. Piedra and Robert A. Hill. Oligodendrocyte Maturation Alters the Cell Death Mechanisms That Cause Demyelination. Journal of Neuroscience (2024). DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1794-23.2024