El trabajo muestra cómo la inhibición de ciertas funciones de las células de la glía, llamadas astrocitos, sobre las neuronas tras el trauma produce beneficios a corto plazo en la recuperación motora, la función neuronal y la preservación de la barrera hematoencefálica que protege el cerebro.
El próximo paso de esta investigación será determinar si los efectos observados a corto plazo supondrán una mejora de las funciones neuronales (sensoriales y motoras) también a largo plazo.
La científica Juliana M. Rosa, que lidera la línea de investigación sobre Reparación de los Circuitos Neuronales del Hospital Nacional de Parapléjicos, centro perteneciente al Servicio de Salud de Castilla-La Mancha (SESCAM), ha dirigido una investigación que identifica una potencial diana terapéutica para mejorar la recuperación después de un traumatismo craneoencefálico (TCE).
El trabajo demuestra en un modelo animal de TCE que este tratamiento farmacológico, basado en el bloqueo de la activación de las células de la glía, llamadas astrocitos, sobre las neuronas después del trauma, produce beneficios a corto plazo en la recuperación motora, la función neuronal y la preservación de la barrera hematoencefálica que protege el cerebro.
El TCE es una importante causa de mortalidad e incapacidad permanente a nivel mundial asociada frecuentemente a los accidentes de tráfico y caídas, en los que también se puede sufrir lesiones de la médula espinal. Ante un TCE es de gran importancia actuar de forma rápida en lo que se conoce como la «hora de oro», que es una corta ventana de tiempo para actuar después del accidente, con el objetivo de evitar que el daño inicial se extienda a regiones vecinas del cerebro.
Sin embargo, aún no hay tratamientos farmacológicos que, administrados durante la «hora de oro», permitan reducir la extensión del daño neuronal y, por tanto, se pueda reducir la magnitud de las secuelas permanentes de tipo cognitivas, motoras y sensoriales.
El primer efecto de un TCE es la rotura de la barrera hematoencefálica, de las meninges y de las membranas de las células cerebrales, lo que desencadena el inicio de una cascada inflamatoria.
Uno de los resultados del proceso inflamatorio es la activación de los astrocitos, las células de la glía en mayor abundancia y que son fundamentales para el correcto funcionamiento del cerebro. En el marco del TCE la función concreta de los astrocitos es hacer de puente del sistema de defensa cerebral y la red neuronal.
Cuando los astrocitos son activados por el sistema inmune tras el TCE, estos se vuelven «reactivos» y, dependiendo del nivel de reactividad, pueden ser beneficiosos o pueden hacer un daño amplificado que afectará directamente las neuronas en la zona del trauma, llevando a la pérdida de funciones. Por tanto, en este trabajo se buscó cortar la cadena de activación del astrocito para reducir el daño neuronal.
El trabajo fue realizado en un modelo experimental de TCE con animales, y mediante el bloqueo farmacológico de un receptor celular llamado TLR4 presente en las células del sistema inmune (principalmente microglía y monocitos) que impidió la activación de astrocitos, y por tanto su acción sobre las neuronas.
Los datos obtenidos mediante pruebas de comportamiento de los animales tratados durante la primera hora tras el traumatismo demostraron que el bloqueo del receptor TLR4 ralentizó la aparición del deterioro neurológico. Además, se ha observado que el tratamiento mejora la preservación de la barrera hematoencefálica, reduciendo la inflamación y mejorando el ambiente cerebral que permite un correcto funcionamiento de las neuronas.
«Estos avances identifican la modulación de la activación de los astrocitos como una posible diana terapéutica relevante en el tratamiento agudo de los traumatismos craneoencefálicos, y otras lesiones del sistema nervioso central», ha concluido la doctora Rosa.
El próximo paso será determinar si los efectos observados a corto plazo supondrán una mejora de las funciones neuronales (sensoriales y motoras) a largo plazo. «Eso será importante pues podría darse el caso de que la disminución de las conexiones neuronales mediadas por los astrocitos tras el TCE es en realidad beneficiosa, al eliminar las sinapsis neuronales defectuosas que, a largo plazo, podrían llevar a patologías como la epilepsia», ha señalado.
El estudio, realizado en colaboración con el doctor Javier Egea, del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital de La Princesa, la doctora Marta Navarrete del Instituto Cajal (CSIC) y el grupo del doctor Diego Clemente del Hospital Nacional de Parapléjicos, ha sido publicado en la revista británica British Journal of Pharmacology, situada en el puesto 9/271 en la categoría de Farmacología, según el índice JCR 2020, y es de acceso público.
Además, como continuación y aplicación clínica de esta investigación, se ha realizado un estudio clínico, publicado en la revista Biomedicines en el que la doctora Rosa es coautora, donde se identifican nuevos biomarcadores que pueden ser detectados en la sangre que permiten predecir la severidad de las lesiones neuronales en los pacientes con traumatismo craneoencefálico.
En este trabajo se propone que los niveles altos en sangre de los biomarcadores (SAA1 y del receptor TLR4) en las primeras 24 horas del TCE se correlacionan directamente con la severidad del daño y pronostico clínico a largo plazo en los pacientes. Por tanto, podría ser utilizado para favorecer la decisión del uso de estrategias terapéuticas a corto plazo.
Este estudio ha contado con la financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, Instituto de Salud Carlos III-Fondo de Investigación Sanitaria, Marie Skłodowska-Curie Actions, programa Stop Fuga de Cerebros Roche Pharma, Fondos FEDER y Servicio de Salud de Castilla-La Mancha.