Cómo las planarias regeneran neuronas y qué podría enseñar esto sobre el cerebro

Un equipo de la Universidad de Georgia identificó varios genes que permiten a las planarias regenerar neuronas productoras de dopamina después de sufrir una lesión. El hallazgo, publicado en Nature Communications, ayuda a comprender cómo estos pequeños animales pueden reconstruir partes complejas de su sistema nervioso.

Aunque el estudio se realizó en gusanos planos de agua dulce, sus resultados podrían aportar información para futuras investigaciones sobre los mecanismos que permiten regenerar células nerviosas, incluida la pérdida de neuronas dopaminérgicas característica de enfermedades como el Parkinson.

Las planarias pueden reconstruir su cerebro

Las planarias son pequeños invertebrados de apenas unos milímetros de longitud que poseen una capacidad extraordinaria de regeneración.

Cuentan con células madre distribuidas por prácticamente todo el organismo. Cuando sufren una lesión, estas células pueden dividirse y generar diferentes tipos de células necesarias para reconstruir las estructuras perdidas.

Su sistema nervioso incluye un cerebro conectado con cordones nerviosos que recorren el cuerpo, además de otras redes nerviosas. En conjunto, contiene al menos 70 tipos diferentes de neuronas.

Lo más llamativo es que, después de una lesión, el animal no solo produce nuevas neuronas, sino que consigue establecer qué tipo de célula debe formar y en qué región debe ubicarse.

¿Qué estudiaron los investigadores?

Los científicos se enfocaron en las neuronas dopaminérgicas, células que producen y liberan dopamina, un neurotransmisor involucrado, entre otras funciones, en el control del movimiento.

A partir de un catálogo de células individuales de la planaria, identificaron 74 genes que mostraban una actividad particularmente elevada en las células relacionadas con la producción de dopamina.

Posteriormente redujeron la actividad de cada uno de estos genes y observaron qué ocurría cuando los animales regeneraban su cerebro después de ser decapitados.

El análisis permitió identificar 10 genes necesarios para formar o mantener neuronas dopaminérgicas en al menos una región del sistema nervioso.

Tres genes destacaron por su función

Entre los genes identificados, algunos parecen participar principalmente en la formación y supervivencia de las neuronas, mientras que otros ayudan a determinar dónde deben ubicarse.

Los genes fli1-2 e irx-4/6 participaron en la generación de nuevas neuronas dopaminérgicas y en el mantenimiento de estas células en diferentes regiones del organismo.

Por su parte, lmo1/3-1 tuvo un papel particularmente importante en la regeneración de neuronas dopaminérgicas dentro del cerebro.

Otros genes parecieron contribuir a determinar la ubicación de las células. Por ejemplo, soxB1-2 fue necesario para las neuronas asociadas con la red nerviosa corporal, mientras que foxA estuvo relacionado con las neuronas localizadas en la región de la faringe.

¿Cómo sabe una célula qué neurona debe convertirse?

Una de las preguntas principales del estudio fue determinar si las células madre primero adquieren una identidad específica y después reciben instrucciones sobre dónde deben ubicarse, o si ambos procesos ocurren simultáneamente.

Para investigarlo, los científicos marcaron células madre que estaban copiando su ADN después de una lesión y observaron su actividad genética durante las siguientes 36 horas.

Al principio, una pequeña proporción de las células recién formadas activó genes relacionados con la identidad dopaminérgica. En cambio, casi ninguna expresaba inicialmente el gen relacionado con la ubicación dentro de determinadas redes nerviosas.

Con el paso del tiempo, los diferentes genes comenzaron a aparecer en un número mayor de células.

Los resultados sugieren que la identidad y la ubicación de las neuronas se establecen prácticamente al mismo tiempo, aunque los genes encargados de definir qué tipo de neurona será una célula parecen activarse ligeramente antes que los relacionados con su localización.

¿Qué relación tiene esto con el Parkinson?

La pérdida de neuronas dopaminérgicas es uno de los cambios característicos de la enfermedad de Parkinson y está relacionada con problemas del control del movimiento.

Por ello, comprender cómo un organismo consigue producir nuevamente este tipo de neuronas resulta científicamente interesante.

Sin embargo, es importante aclarar que este estudio no demuestra que sea posible regenerar neuronas humanas ni constituye un tratamiento para el Parkinson. Las planarias tienen mecanismos de regeneración que son muy diferentes de los de los seres humanos.

Su principal valor está en identificar principios biológicos y genes que participan en la formación, supervivencia y localización de neuronas.

Una pista para estudiar la regeneración nerviosa

La investigación muestra que regenerar un sistema nervioso no consiste simplemente en producir nuevas células. Las células deben convertirse en el tipo correcto de neurona, sobrevivir y llegar a la región adecuada.

Comprender cómo las planarias coordinan estos procesos podría ayudar a los científicos a estudiar nuevas estrategias de regeneración celular en el futuro.

Por ahora, el hallazgo pertenece al campo de la investigación básica, pero ofrece una pieza más para entender uno de los grandes desafíos de la neurociencia: cómo reparar o reemplazar neuronas dañadas sin perder la organización precisa del sistema nervioso.

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