El papel esencia de los astrocitos en el progreso cognitivo

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Los astrocitos son células cerebrales que durante mucho tiempo se han considerado solo como simples células de apoyo para las neuronas. En los últimos años, el estudio de los astrocitos ha crecido, revelando gradualmente su importancia en la función cerebral. Investigadores del Inserm, CNRS y el Collège de France del Centro de Investigación Interdisciplinar en Biología han descubierto ahora su papel crucial para cerrar el período de plasticidad cerebral posterior al nacimiento, considerándolos fundamentales para el desarrollo de las facultades sensoriales y cognitivas. A largo plazo, estos resultados nos permitirán predecir nuevas estrategias para reintroducir la plasticidad cerebral en adultos, promoviendo así la rehabilitación tras una lesión cerebral o trastornos del neurodesarrollo. Esta investigación fue publicada en Ciencias.

La plasticidad cerebral es un período de transición clave después del nacimiento en el que el cerebro remodela el «cableado» de las neuronas en función de los estímulos externos que recibe (entorno, interacciones, etc.). El final – o «cierre» – de este período marca la estabilización de los circuitos neuronales, asociados con el procesamiento eficiente de la información y el desarrollo cognitivo normal. La plasticidad todavía es posible en el futuro, aunque a un nivel mucho más bajo que al comienzo de la vida.

Los problemas que ocurren durante el período de plasticidad cerebral podrían tener importantes consecuencias a largo plazo. Por ejemplo, en el caso de una afección ocular que impide que un individuo vea correctamente, como el estrabismo (ojos cruzados), el cableado cerebral correspondiente se alterará permanentemente si no se trata a tiempo.

Para remediar esto, los investigadores pretenden remodelar este cableado identificando una terapia que reintroduzca la plasticidad cerebral, incluso después de que se haya producido el cierre. Para lograrlo, también buscan caracterizar mejor los mecanismos biológicos subyacentes a este cierre.

Estudios pioneros de la década de 1980 mostraron que el trasplante de astrocitos inmaduros al cerebro de animales adultos reintrodujo un período de mayor plasticidad. El equipo de la investigadora del Inserm y coordinadora del estudio Nathalie Rouach en el Centro de Investigación Interdisciplinar en Biología (Inserm / CNRS / Collège de France) se inspiró en este procedimiento para revelar el proceso celular hasta ahora desconocido responsable del cierre de la plasticidad.

Trasplante de astrocitos inmaduros para reintroducir la plasticidad cerebral

A través de experimentos en la corteza visual del ratón, los investigadores muestran que la presencia de astrocitos inmaduros es la clave de la plasticidad cerebral. Luego, los astrocitos participan en el desarrollo de la maduración de las interneuronas durante el período de plasticidad, lo que finalmente conduce a su cierre. Este proceso de maduración ocurre a través de un nuevo mecanismo que involucra a la proteína Connexin 30, de la cual los investigadores encontraron altos niveles en los astrocitos maduros durante el cierre.

¿Podría el trasplante de astrocitos en ratones adultos reintroducir la plasticidad cerebral?

Para averiguarlo, los investigadores cultivaron astrocitos inmaduros de la corteza visual de ratones jóvenes (de 1 a 3 días de edad). Estos astrocitos inmaduros se trasplantaron a la corteza visual primaria de ratones adultos, tras lo cual se evaluó la actividad de la corteza visual después de cuatro días de oclusión monocular, una técnica estándar utilizada para evaluar la plasticidad cerebral. Descubrieron que los ratones trasplantados con astrocitos inmaduros exhibían un alto nivel de plasticidad, a diferencia de los ratones de control que no recibieron el trasplante.

«Este estudio nos recuerda que en neurociencia no tenemos que enfocarnos solo en las neuronas. Las células gliales, de las cuales los astrocitos son un subtipo, regulan la mayoría de las funciones del cerebro. Nos dimos cuenta de que estas células tienen roles activos. Células gliales. son menos frágiles que las neuronas y, por tanto, representan un medio más accesible de actuar sobre el cerebro ”, señala Rouach.

Las células gliales representan más de la mitad de las células del cerebro. No tienen la misma línea celular que las neuronas y sus funciones son muy diferentes. Hasta hace poco, se los consideraba «limpiadores» del cerebro, pero los investigadores han descubierto que también desempeñan un papel activo en la liberación de moléculas. En comparación con las neuronas, ocurren en una etapa posterior del desarrollo del cerebro, no se comunican de la misma manera y son predominantes.

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