Daños en la médula espinal y las células madre

Cómo funcionan el cerebro y la médula espinal

El cerebro y la médula espinal forman el sistema nervioso central, que es responsable de procesar toda la información que proviene de nuestros sentidos, manteniendo nuestros órganos, el funcionamiento de los reflejos y dirigir nuestros movimientos, pensamientos y sentimientos.

La médula espinal es el órgano crítico que conecta el cerebro con el resto del cuerpo mediante la transmisión de impulsos eléctricos a lo largo de las largas fibras nerviosas que están agrupadas dentro de ella.

Los nervios que se ramifican desde la médula espinal con el resto del cuerpo constituyen el sistema nervioso periférico (SNP). Estos nervios periféricos reciben y transmiten mensajes que crean un circuito de retroalimentación que nos permite sentir las sensaciones y permiten el movimiento.

medula espinal

Una célula nerviosa o neurona tiene una proyección larga y delgada llamada axón que actúa como una línea de transmisión procedente del centro de control de la célula. A pesar de que los axones tienen un diámetro microscópicos, pueden tener muchos metros de largo. Se encuentran envueltas alrededor de las fibras nerviosas con una sustancia grasa llamada mielina que es similar al aislamiento en un cable de teléfono. La mielina es un componente crítico del sistema nervioso, ya que acelera las señales eléctricas y protege los nervios. Además de las neuronas, el cerebro es también el hogar de las células gliales, que desempeñan un papel fundamental en la estabilización del medio ambiente, por lo que la mielina ayuda a proteger a las neuronas.

La lesión de la médula espinal (LME) puede ocurrir en cualquier parte desde el cuello hasta la espalda baja. Un trauma puede provocar la fractura de vértebras de la columna o su dislocación. La médula espinal es muy delicada. Cuando se recibe un traumatismo, mientras que el propio cable se mantiene normalmente en una sola pieza, muchos de los haces de fibras nerviosas pequeñas dentro de ella se separan. Después de esta lesión mecánica inicial, la inflamación, hinchazón, y otros procesos metabólicos se disparan, causando más daños y la interrupción de las fibras nerviosas. La gravedad de la parálisis experimentada por el paciente es dependiente del grado de daño causado a la médula espinal. Sin embargo, incluso en los casos de parálisis total donde el paciente no tiene ninguna sensación o movimiento por debajo de la lesión, la médula espinal en sí misma no se corta por completo, y de hecho, hay algunos axones que permanecen intactos en el sitio de la lesión.

Daños en la Médula Espinal y las Células Madre

Causas y tratamiento de los daños en la médula espinal

La lesión medular afecta principalmente a adultos jóvenes, aproximadamente el 80% de los cuales son varones. Los accidentes de tráfico son responsables de aproximadamente el 50% de los casos. Accidentes deportivos, caídas, heridas graves, y las enfermedades de la columna vertebral, como la espina bífida, también pueden causar daño permanente a la médula espinal.

A diferencia de los órganos de la piel, sangre, músculos y otros, el sistema nervioso central no se regenera después de sufrir un daño, por lo tanto, la discapacidad causada por una lesión de la médula espinal puede ser permanente y profunda. Por el contrario, los nervios en el sistema nervioso periférico tienden a regenerarse después de una lesión porque está intrínsecamente mejor programado para regenerar y porque los axones de las células que mielinizan en el SNP, tienden a estimular la regeneración.

Después de sufrir una lesión de la médula espinal, sólo hay una pequeña oportunidad (pocos días) en la que las terapias pueden reducir la discapacidad. Restaurar la transmisión eléctrica entre el cerebro y la médula espinal requiere la reparación de la vaina de mielina alrededor de las neuronas dañadas y, en casos graves, el recrecimiento de fibras nerviosas cortadas a través del sitio de la lesión y en la red neuronal por debajo de la lesión. Las cicatrices y otros daños celulares que se producen cuando el cuerpo responde a la lesión a menudo se suma a las dificultades en la reducción de la zona de la lesión como consecuencia de la lesión, y en muchos casos la rehabilitación es el único recurso.

¿Pueden las células madre ayudar con las lesiones de la medula espinal?

Las células madre tienen una capacidad de regeneración increíble. El fundamento para el desarrollo de terapias con células madre para tratar lesiones de la médula espinal es el uso de células madre como fuente de nuevas células que ayuden a prevenir un mayor daño celular, restaurar la función del axón mediante la sustitución de los oligodendrocitos, generar nuevas células nerviosas, o guiar la regeneración de las fibras nerviosas.

Un gran número de diferentes tipos de células madre están siendo estudiadas como posibles fuentes de las neuronas y células gliales para el tratamiento de trastornos neurológicos. De particular interés son las estrategias de trasplante dirigido a utilizar estas células para crear los oligodendrocitos, que son las células gliales que utiliza normalmente la mielina de las fibras nerviosas en el cerebro y la médula espinal.

A pesar de la gran promesa de utilizar células madre para tratar lesiones de la médula espinal, también existen limitaciones de carácter ético y práctico. Por ejemplo, la fuente (embrionarias frente a las adultas), el riesgo de formación de tumores, la disponibilidad de células y el potencial de diferenciarse en los tejidos equivocadas son consideraciones importantes. La investigación en curso pretende dar respuesta a estos y otros desafíos, mientras que hacen un balance de los deseos de los pacientes que viven con la devastación de las lesiones de la médula espinal.

celulas madre

Líneas de investigación

Hasta hace 15 años, se creía que el cerebro no podría repararse a sí mismo mediante la generación de nuevas neuronas. Sin embargo, ahora sabemos que los pacientes que tienen lesiones parciales de la médula espinal experimentan un grado de recuperación espontánea funcional derivado de la capacidad del cerebro para reorganizarse para producir nuevas conexiones. Esta observación llevó a los científicos a preguntarse sobre el papel de las células madre en el proceso de recuperación. Numerosos estudios de trasplante en animales han dado siempre la prueba de que las células madre podrían mejorar la función después de una lesión de la médula espinal.

En los últimos años, las células madre neurales, derivadas de los adultos o de embriones y células madre embrionarias han demostrado una gran promesa como fuentes potenciales de células neuronales para terapias regenerativas. Ahora los científicos pueden cultivar estas células madre en neuronas y células gliales, ya sea en el laboratorio antes de trasplantarlas, o directamente tras la implantación de células progenitoras (células madre parcialmente diferenciadas). En el caso de lesión de la médula espinal, ambos enfoques tienen mérito y están siendo activamente perseguidos por los equipos de investigación de todo el mundo.