La producción de nuevas neuronas se mantiene durante décadas en el epitelio olfativo humano

Amparo Tolosa, Genotipia

 

  • Un equipo de investigadores de la Universidad de Miami ha demostrado que se generan nuevas neuronas en el epitelio olfativo humano.
  • Los investigadores han utilizado análisis de expresión de muestras tomadas de cirugías endoscópicas nasales para demostrar la neurogénesis.

 

¿Se producen nuevas neuronas en el cerebro humano adulto? Durante mucho tiempo la existencia de neurogénesis en cerebro de mamíferos adultos ha sido objeto de uno de los debates más controvertidos en el ámbito de la neurobiología. Especialmente cuando se considera la especie humana.

Estudiar la neurogénesis en humanos tiene una importante limitación, como es obtener muestras adecuadas, por lo que lo habitual ha sido recurrir a modelos en roedores o primates. Solo recientemente la obtención de muestras de tejido post mortem muy bien conservadas, ha podido demostrar la existencia de neurogénesis en el hipocampo, una región relacionada con el aprendizaje, hasta una edad avanzada.

Utilizando una aproximación algo diferente, un equipo de investigadores de la Universidad de Miami ha conseguido demostrar que la producción de nuevas neuronas se mantiene durante décadas en el epitelio olfativo.  Estudios previos en ratón ya habían mostrado que las neuronas olfativas se renuevan a partir de poblaciones de células madre en la zona subventricular del cerebro y a partir de células madre y progenitoras residentes en el propio epitelio olfativo. Sin embargo se desconocía si ocurre lo mismo en humanos.

neurogenesis adultos
A través del análisis de expresión de células individuales un equipo de investigadores de la Universidad de Miami ha demostrado que se generan nuevas neuronas en el epitelio olfativo humano. Imagen: Células del epitelio olfativo proyectando hacia el bulfo olfatorio. Servier Medical Art by Servier https://smart.servier.com/ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Generación de nuevas neuronas en el epitelio olfativo

La zona subventricular del cerebro humano es muy diferente de la de ratón. Por esta razón, no hay disponibles suficientes evidencias de que pueda haber neurogénesis. El epitelio olfativo, no obstante, sí comparte muchas características con el de ratón. Además, tiene un rasgo que facilita su estudio: es extracraneal y por lo tanto está localizado fuera del cerebro. Las neuronas que residen en este epitelio envían sus proyecciones hacia las estructuras cerebrales responsables de procesar la información olfativa.

Para evaluar si existe neurogénesis en el epitelio olfativo los investigadores han utilizado muestras de tejido fresco de personas adultas de diferentes edades y sanas, que se sometieron a cirugía endoscópica nasal. En estas muestras el equipo ha analizado célula a célula el ARN para determinar qué genes se están expresando y poder caracterizar las poblaciones celulares que residen en el epitelio olfativo.

A través de los perfiles de expresión los investigadores han identificado la presencia de células madre neurales y células progenitoras, así como neuronas adultas. El equipo ha estimado que alrededor de un 2% de las células son células madre neurales confirmando la existencia de neurogénesis en el neuroepitelio olfativo adulto en humanos.

Mapear la evolución de las neuronas y los receptores olfativos

A través del análisis de múltiples células, los investigadores han trazado la historia de expresión génica que caracteriza la maduración de las neuronas. En este aspecto, han encontrado algunas diferencias con ratones. Por ejemplo, han observado que en el epitelio olfativo humano existe una elevada proporción de células inmaduras respecto a las maduras.

Por último, el equipo también ha analizado la expresión de 140 receptores olfativos, lo que ha permitido definir qué receptores y en qué proporción se expresan en el epitelio olfativo. Este análisis de actividad génica ha confirmado resultados previos que indicaban que en la mayoría de los casos cada neurona del epitelio olfativo expresa un único tipo de receptor.

Resultados con aplicaciones clínicas

El estudio, publicado en Nature Neuroscience, muestra una vez más la utilidad de las técnicas de análisis de células individuales para responder a preguntas sobre la composición o funcionamiento de los tejidos.

Los resultados del trabajo han permitido resolver una cuestión trascendental en el área de la neurobiología, como es la neurogénesis en personas adultas. Los investigadores han demostrado la existencia de neurogénesis en el epitelio olfativo adulto humano han proporcionado información sobre la estructura y función de este tejido.

La existencia de células madre en el epitelio olfativo también plantea futuras aplicaciones clínicas. “En el futuro podría ser posible tomar células madre, cultivarlas en el laboratorio e implantarlas en el epitelio olfativo”, señala Stefan Kurtenbach, investigador en el Instituto Interdisciplinar de Células Madre de la Universidad de Miami y uno de los autores del trabajo. “Esto podría ser de utilidad para aquellas personas mayores que han perdido el sentido del olfato”.

 

Referencias:

Durante MA, et al. Single-cell analysis of olfactory neurogenesis and differentiation in adult humans. Nat Neurosc. 2020. Doi: https://doi.org/10.1038/s41593-020-0587-9

Berger T, et al. Neurogenesis right under your nose. Nat Neurosc. 2020. Doi: https://doi.org/10.1038/s41593-020-0596-8

Fuentes: In Breakthrough Study, Researchers Find Stem Cells in the Nose That Give Rise to Olfactory Neurons. http://med.miami.edu/news/in-breakthrough-study-researchers-find-stem-cells-in-the-nose-that-give-ris/

 

 

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