Descubren túneles 'secretos' entre la médula ósea y el cerebro para combatir lesiones cerebrales

Investigadores norteamericanos han descubierto la existencia de túneles desconocidos hasta el momento que conectan la médula ósea y el cerebro y que podrían ser los canales que utilizarían las células inmunes como vías rápidas para acudir a combatir una lesión cerebral o una infección.

De hecho, este nuevo estudio realizado por un equipo de investigación del Hospital General de Massachusetts (MGH), en Estados Unidos, y publicado online en la revista 'Nature Neuroscience', ha realizado dos descubrimientos sorprendentes.

Por un lado, que es más probable que las células del sistema inmunitario que responden a un derrame u otra lesión cerebral en un modelo animal provengan de la médula ósea del cráneo y, por otro, que esos canales hasta ahora desconocidos transportan a través de la capa interna del cráneo células inflamatorias desde la médula hasta las capas externas de las meninges, las membranas que cubren el cerebro.

"Hasta ahora, pensabamos que la médula ósea reacciona de manera uniforme en todo el cuerpo a una lesión o infección en cualquier lugar, pero ahora sabemos que la médula ósea del cráneo tiene un papel especial debido a su proximidad al cerebro y su conexión directa a las meninges por canales microscópicos", avanza Mathias Nahrendorf, del MGH Center for Systems Biology y autor principal del informe.

En este sentido, añade que "estos canales recién descubiertos constituyen una ruta migratoria para los neutrófilos inflamatorios producidos por la médula que en realidad pueden dañar el cerebro", y abren nuevas posibles vías de investigación.

"Siempre pensamos que las células inmunes de la médula de los brazos y las piernas viajaban a través de la sangre hacia el tejido cerebral dañado. Estos hallazgos sugieren que las células inmunes pueden estar tomando un atajo para llegar rápidamente a las áreas de inflamación", explica también Francesca Bosetti, director del programa en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) del NIH, que proporcionó fondos para el estudio.

Si bien la inflamación es un mecanismo clave de defensa y reparación del sistema inmune, si no se controla adecuadamente, las células como los neutrófilos --los glóbulos blancos más abundantes en los seres humanos y otros mamíferos-- pueden dañar los tejidos sanos.

Dado que las células inmunitarias y otras células sanguíneas se producen en la médula ósea, que se encuentra principalmente en los huesos más grandes, como los huesos de los brazos y las piernas y la pelvis, ha crecido el interés sobre e papel de la médula en las enfermedades inflamatorias.

Para abordar el conocimiento actualmente limitado sobre si las funciones de la médula ósea de diferentes fuentes pueden variar, el equipo de MGH desarrolló un sistema para marcar las células de la médula dentro del cráneo y la tibia de los ratones con diferentes fluídos fluorescentes.

Sus experimentos revelaron que los neutrófilos que respondían a la inducción de un accidente cerebrovascular isquémico o inflamación en los cerebros de los ratones tenían más probabilidades de originarse en la médula del cráneo. Un ataque cardíaco inducido, sin embargo, dio lugar a una pequeña diferencia entre las contribuciones de neutrófilos de la médula en el cráneo o la tibia.

El examen de los efectos de un accidente cerebrovascular inducido en la población celular de médula ósea en diferentes lugares encontró una caída significativa en los niveles de neutrófilos y monocitos en la médula del cráneo, pero menores efectos en la médula de la tibia o las vértebras.

Para probar la hipótesis de que el mayor papel de la médula del cráneo en el suministro de neutrófilos al tejido cerebral inflamado era el resultado de su ubicación, los investigadores utilizaron tecnologías avanzadas de imágenes para examinar la capa interna del cráneo que separa la médula de las meninges.

Se sorprendieron al descubrir canales vasculares microscópicos que pasaban a través de esta capa de hueso denso. No solo se observaron neutrófilos migrando a través de esos canales, sino que después de la inducción de un accidente cerebrovascular en animales vivos, los neutrófilos viajaron desde la médula hasta la superficie del cerebro contra el flujo normal de sangre hacia la médula.

"Si bien todavía tenemos mucho que aprender sobre estos canales, creo que su papel especial como conductos para la conversación cruzada inflamatoria entre la médula y el sistema nervioso central es bastante diferente de cualquier otra vasculatura --admite Nahrendorf, que es un profesor de Radiología en la Escuela de Medicina de Harvard--. Además de estos canales que transportan células inmunitarias desde la médula hasta el cerebro, creemos que las sustancias inflamatorias que se derivan del cerebro pueden alertar a la médula del cráneo de una lesión más rápida que la médula del resto del cuerpo".

"Ahora queremos investigar la relevancia de estos canales -que también observamos en las secciones del cráneo extraídas de pacientes humanos- para las enfermedades inflamatorias del sistema nervioso central, que incluyen apoplejía aguda, hipertensión e incluso afecciones crónicas como la enfermedad de Alzheimer", agrega.

"Dado que muchos trastornos cerebrales tienen componentes inflamatorios, sería bueno aprender cómo los canales contribuyen a esas enfermedades y si la modulación de sus contribuciones podría cambiar los resultados --señala--. Otra idea es que los canales podrían servir como una ruta de entrega de medicamentos, lo que permite el transporte al meninges de drogas administradas en la médula del cráneo".