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Seminario INCyL – Pablo González Téllez de Meneses

La terapia con células madre se perfila como una vía prometedora para tratar enfermedades neurodegenerativas. Las células derivadas de la médula ósea (BMDCs) pueden llegar a formar parte del sistema nervioso mediante transdiferenciación, transformándose en otros tipos celulares, o fusionándose con neuronas ya existentes, como las células de Purkinje del cerebelo. El resultado de la fusión es una célula con dos núcleos activos, pero al ser eventos muy poco frecuentes, su relevancia biológica sigue siendo desconocida. Se ha observado que su número aumenta con la edad y en contextos patológicos, especialmente en la esclerosis múltiple y su modelo experimental más utilizado, la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE).
El primer objetivo de este trabajo fue desarrollar una versión optimizada del modelo EAE que permitiera estudiar la fusión reduciendo la gravedad de los síntomas y la duración de la enfermedad. Una vez conseguido, queríamos comprender mejor las consecuencias de la fusión con células de Purkinje. Para ello, caracterizamos las células de Purkinje fusionadas con la técnica de Patch-Seq, que combina el registro de su actividad eléctrica, su morfología y su perfil de expresión génica. Los resultados muestran que, aunque estas neuronas se comportan de manera muy similar a las no fusionadas, expresan un repertorio génico diferenciado debido a que ambos núcleos permanecen activos. De forma paralela a lo anterior, descubrimos que las BMDC no solo se fusionan con células de Purkinje, sino también con la glía de Bergmann, un tipo de astrocito especializado del cerebelo.
En conjunto, nuestros hallazgos amplían el conocimiento sobre cómo las células del sistema inmune pueden integrarse en el cerebro, aportando nuevas claves sobre el potencial de las BMDCs en tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.

Related studies:

  1. Recio, J. S., Álvarez-Dolado, M., Díaz, D., Baltanás, F. C., Piquer-Gil, M., Alonso, J. R., & Weruaga, E. (2011). Bone marrow contributes simultaneously to different neural types in the central nervous system through different mechanisms of plasticity. Cell Transplantation, 20(8), 1179–1192. https://doi.org/10.3727/096368910X552826
  2. Díaz, D., Recio, J. S., Weruaga, E., & Alonso, J. R. (2012). Mild cerebellar neurodegeneration of aged heterozygous PCD mice increases cell fusion of Purkinje and bone marrow-derived cells. Cell Transplantation, 21(7), 1595–1602. https://doi.org/10.3727/096368912X638900
  3. Johansson, C. B., Youssef, S., Koleckar, K., Holbrook, C., Doyonnas, R., Corbel, S. Y., Steinman, L., Rossi, F. M. V., & Blau, H. M. (2008). Extensive fusion of haematopoietic cells with Purkinje neurons in response to chronic inflammation. Nature Cell Biology, 10(5), 575–583. https://doi.org/10.1038/ncb1720
  4. Kemp, K. C., Dey, R., Verhagen, J., Scolding, N. J., Usowicz, M. M., & Wilkins, A. (2018). Aberrant cerebellar Purkinje cell function repaired in vivo by fusion with infiltrating bone marrow-derived cells. Acta Neuropathologica, 135(6), 907–921. https://doi.org/10.1007/s00401-018-1833-z