por Sam Maddox
Viernes 9 de noviembre de 2012
Comunicado enviado desde el Simposio sobre Ciencias y la Lucha Legal de Working 2 Walk (Trabajando para Caminar) en el condado de Orange, California. Una excelente reunión (auspiciada en parte por la Fundación Reeve) con dos días de charlas y separándose en pequeños grupos con los presentadores, y uno para recorrer los laboratorios de la Universidad de California en Irvine. Se vio una buena presencia internacional, con 9 países representados, y fue lo suficientemente grande como para atraer a una buena variedad de científicos mientras que también suficientemente pequeño como para lograr mucha interacción personal entre los científicos y los alrededor de 150 miembros de la comunidad. Esta última edición, la séptima, también tuvo data reciente de varios laboratorios. La filmación de la reunión ya pronto estará en línea.
Algunos puntos para resaltar:
PTEN y el esfuerzo por la relevancia clínica
En los últimos tres o cuatro años, la historia de PTEN causó furor en la neurociencia. Ya he escrito sobre el tema, y si le interesa extraer la ciencia básica del asunto, le recomiendo la publicación de Nature Neuroscience, disponible por entero: “Eliminar PTEN aumenta la capacidad regenerativa de neuronas adultas piramidales”. Aquí otra publicación clave sobre PTEN, también en su totalidad de la gran revista Nature: “Regeneración continua de axones inducida por la eliminación contemporánea de PTEN y SOCS3”. Al quitar ambos PTEN y SOCS3, otro regulador de crecimiento, se obtiene una regeneración de axones mucho más robusta.
El científico principal de estas publicaciones en Nature es Zhigang He, de Harvard. Uno de los coautores es Oswald Steward, quien encabeza el centro de investigaciones Reeve-Irvine en la Universidad de California en Irvine (UCI). Steward estuvo en W2W –de hecho su centro fue el auspiciante principal del evento- para presentar nueva data sobre PTEN. La charla, titulada “Regenerando conexiones que regulan la función motora tras una lesión medular”, se basó principalmente en el trabajo hecho en su laboratorio por la científica Gail Lewandowski.
Información general: el PTEN (phosphatase and tensin homolog) es un gen represor de tumor que fue descubierto por investigadores del cáncer hace 15 años. El gen regula la proliferación celular y resulta ser una llave molecular para el crecimiento de axones. Al borrar científicos el PTEN en un modelo de lesión medular completa, los axones medulares corticales –aquellos necesarios para funciones mayores de movimiento- se regeneraron a un paso inaudito. El PTEN es complicado: no se puede borrar por completo porque se precisa para frenar ciertas células para que no sobrecrezcan y generen un cáncer. Pero existen maneras de liberarlo.
El PTEN fomenta la regeneración, pero existen ciertas trabas que superar para lograr que la investigación se pueda trasladar y aplicar a animales más grandes, o humanos.
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Primero, los experimentos de He usaron ratones específicamente manipulados para que antes de la lesión ya no tengan el gen PTEN. ¿Existe una forma de apagar o borrar el PTEN después de una lesión medular dentro de un plazo clínicamente relevante? De así ser, ¿cómo se lo haría llegar?
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El modelo tenía sus límites, ya que los ratones no producen huecos tras una lesión, como hacen los humanos. ¿El borrar el PTEN funcionaría de la misma forma que lo hace en las ratas?
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Pos tratamiento hubo mucho crecimiento cruzando el foco de la lesión, sin ninguna prueba de recuperación de funcionamiento. ¿Podrían lograr conexiones funcionales en este caso los axones? De así serlo, ¿qué significaría para la recuperación?
Lewandowski hizo lo siguiente: junto con colegas de la Universidad de Pennsylvania elaboraron un vector de virus adeno-asociado (AAV) que, al ser inyectado, silencia al PTEN (usando algo que llaman un broche de pelo corto para robar los códigos RNA que forman la proteína PTEN). Se dieron las inyecciones en la corteza motora de ratas adultas. Funcionó, con casi 100% de inhibición de la expresión del PTEN.
Se entrenó a otro grupo de ratas en una tarea llamada extensión hábil de la pata delantera (utilizando la Escalera Montoya, midiendo así la capacidad de la rata de alcanzar un alimento como recompensa). Una semana tras administrar el inhibidor PTEN, las ratas recibieron una lesión medular a través de una hemisección dorsal C6. Luego se trató a la mitad con fibrina de salmón en el foco de la lesión (mostrado en otro lugar para fomentar la recuperación funcional). Lewandowski luego evaluó la función motora de las patas delanteras con la misma escalera Montoya 10 semanas pos lesión.
¿Funcionó?
“Tentativamente sí… por lo menos la respuesta no es un ‘no’” dijo Steward. El modelo con ratas parece haber funcionado, aunque persiste la duda sobre la relevancia clínica; Lewandoswki borró el PTEN previo a la lesión. (Steward dijo que otro trabajo aún no publicado con animales demostró inyectar AAV en el momento de la lesión también es efectivo. Mientras tanto, Lewandowski está trabajando con dar AAV pos lesión).
Aquí una noticia no publicada previamente: data de la evaluación con la escalera indica que los animales tratados mejoraron la función de las patas delanteras. Los animales tratados con ambos el borrar del PTEN y la fibrina de pescado demostraron mejor funcionamiento que aquellos con sólo el primer paso.
Persiste la cuestión de cómo y cuándo borrar el PTEN. ¿Cómo funcionaría este accionar con el PTEN con animales más grandes o con humanos? Más crucial para la audiencia de W2W: ¿funcionaría esto en una lesión crónica? El trabajo continúa.
(Bajo el grupo Unite 2 Fight Paralysis, W2W comenzó a recaudar fondos el año pasado para aumentar el trabajo con PTEN, incluyendo apoyo directo a Reeve-Irvine y a colaboraciones entre Jerry Silver y Steward, incluso con científicos de Hong Kong y en Harvard).
Descubren nuevo gen de regeneración
Murray Blackmore, previamente en el Proyecto Miami, es ahora investigador en la Universidad Marquette en Milwaukee –no exactamente la cima de la neurociencia pero una labor muy interesante que está llevando a cabo. Blackmore es joven y modesto, un geek de ciencias pero de los buenos; su hobby es coleccionar bases de datos de genes. En cuanto a investigaciones sobre lesiones medulares, “entiendo” dice. Su madre es cuadripléjica a nivel C5 desde hace 25 años.
Su trabajo con genética trata sobre “recomenzar la maquinaria de crecimiento” del sistema nervioso dañado. La hipótesis es que cambios en el desarrollo de la expresión genética controlan el crecimiento de la célula nerviosa, y que se pueden identificar nuevos blancos genéticos potenciales para fomentar tal crecimiento en un animal adulto. Utilizando técnicas sofisticadas para detectar con micro matrices, Blackmore identificó genes (los códigos del cuerpo para toda actividad y comportamiento celular) con relaciones a la regeneración de axones. Uno de estos, Krüppel-like Factor 7, o KLF7, está presente en el sistema en desarrollo pero no tanto en el animal adulto. Si se lo incluye en un modelo de lesión animal, el KLF7 logra que las células nerviosas retomen la habilidad intrínseca para enviar axones. Previamente había informado que el KLF7 fomenta la regeneración de axones en el tracto medular cortical.
Una sobre expresión de este gen fomentó el surgimiento y crecimiento regenerativo de axones en el tracto medular cortical en ratones adultos. En los estudios más recientes, otro dato de W2W no publicado previamente, la técnica “fomentó un beneficio funcional”. Los animales tratado fueron mejores en la calificación motora BBB (por Beatty, Bresnahan y Basso, los científicos que la desarrollaron).
“Estamos fascinados”, dijo Blackmore. Dice que no quiere que se piense más de lo debido en los resultados; sólo una fracción del total de axones creció de nuevo, y sólo por algunos milímetros, en un ratón. Igual, esto abre muchas puertas: Blackmore está trabajando para detectar más genes relacionados con la regeneración. Parece haber un programa de transcripción precisamente coordinado en la transición entre un fuerte estado de crecimiento (desarrollo) y un estado débil (reacción adulta a la lesión). Mientras Blackmore sigue aprendiendo más sobre esta programación, tiene planificado combinar el tratamiento KLF7 con otras opciones, incluido el borrar el PTEN.
Silver: despegando axones
Jerry Silver, científico de Case Western, dio dos charlas en W2W. Es energético y dinámico al hablar –subjetivo pero optimista. Tenía varios informes que dar sobre el progreso, incluidas algunas noticias fascinantes sobre la regeneración a larga distancia y mejorías en la vejiga.
En la primera charla, “Recuperación funcional tras una lesión medular con el uso de péptidos inyectables que contratacan proteoglicanos inhibitorios”, Silver comienza con una mención del padrino de la neurociencia, el español Santiago Ramón y Cajal. El ibérico describió los nervios tras la lesión hace más de un siglo. Las puntas de los axones dañados se hinchan y forman lo que el llamó “bolas distróficas” y no son capaces de regeneración. Sin embargo, estudios recientes en el laboratorio de Silver revelaron que estos crecimientos distróficos no son están tan quietos como parecen. De hecho, pueden ser sumamente activos pero frenados por el ambiente hostil de la lesión.
Imaginémonos esos axones, sin poder despegarse del área de la lesión. “No se mueren”, dice Silver, “se quedan quietos allí en la materia blanca”. ¿Por qué no crecen? Puede deberse a la cicatriz que sella el área de la lesión. Además, estos axones tienen algo. Se los ve ‘felices’ pegados allí. Silver diec que las bolas de axones están rodeadas por un tipo de célula madre originaria de la médula espinal. Es como si estos axones estuvieran reposando, y las células madre, precursores oligodendrocitos, son la silla. La cuestión, dice Silver, es cómo sacarlos de allí.
Puede haber varias formas de despegarlos de la silla. Una sería usando crondoitinasa (chase), una molécula que rompe las cadenas de azúcares que crean la cicatriz. Se han publicado muchos trabajos sobre el potencial de chase. Silver mismo lo presentó como una ‘poderosa gasolina’ en sus experimentos, incluida una importante prueba en el 2011 (auspiciada en parte por la Fundación Reeve) que devolvió la capacidad respiratoria a animales con lesiones cervicales altas. Otra forma de deshacerse de esa silla trata con un inhibidor de péptidos que inventó el equipo de Silver; aparenta aflojar los axones pegados y hacerlos moverse.
En el modelo animal de contusión, Silver informó sobre “niveles sin precedente de recuperación funcional” y “mejorías increíbles” en algunos animales tras darles el péptido. Lo que es más, la entrega del péptido es sencilla: se inyecta bajo la piel en el área de la lesión. El chase, lamentablemente, debe inyectarse en la médula espinal, un fuerte punto en su contra.
Entonces, ¿el péptido solo, o con chase? ¿Y cómo se hace con las lesiones crónicas? No se sabe. Hay mucho más trabajo por delante. Silver comentó que la universidad tiene una patente sobre el péptido y han estado en charlas con GlaxoSmithKline para desarrollarlo. Dijo que la compañía parece estar más interesada en la apoplejía, un mercado mucho más grande que la lesión medular.
Segunda charla de Silver: “Regeneración funcional en y mucho más allá de la cicatriz de la glía”. Aquí Silver demostró una forma para recuperar la función vesical de animales con lesiones agudas, al utilizar un pequeño pedazo de nervio periférico para evitar el área de la lesión, junto con un factor de crecimiento de fibroblasto ácido, fibrina y chase en las puntas, atadas a la médula. Los axones por encima de la lesión crecieron hasta llegar a la médula y se recuperó el funcionamiento vesical. En un modelo crónico, no hubo recuperación tras los seis meses, pero Silver descubrió que estar bien preparado para una sacudió a los axones recostados en la silla previamente mencionados. Bingo. Silver dijo que se trató de una recuperación clínicamente importante. Pese a lo que dijo el gran Cajal, “la regeneración a distancia es posible”.
Próximamente, la segunda parte, con presentaciones por Aileen Anderson y Stem Cells, Inc., Hans Keirstead, Mark Tuszynski y el Instituto de California de Medicina Regenerativa.