La estimulación farmacológica de la reparación de células madre neurales conduce a un impacto prometedor en el tratamiento de la lesión cerebral infantil
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
A través de un estudio entre especies de metformina, un fármaco común utilizado para tratar la diabetes tipo 2, un Un equipo de investigadores y médicos del Donnelly Center y The Hospital for Sick Children (SickKids) ha demostrado que algún día podría ser posible reparar una lesión cerebral utilizando células residentes en el cerebro.
«Nadie ha demostrado antes que se pueda tomar un fármaco en el que exista un mecanismo conocido en las células madre endógenas y demostrar que incluso es posible inducir el crecimiento del cerebro y una recuperación positiva», dice Donald Mabbott, jefe de programa y científico sénior en el Programa de Neurociencias y Salud Mental en SickKids, y coautor de un estudio publicado en Nature Medicine el 27 de julio.
Mabbott dice que la metformina es un cambio potencial en términos de cómo se tratan las lesiones cerebrales infantiles.
«Realmente estamos pasando de un modelo que dice ‘ayudemos a los niños a manejar y compensar su lesión’ a ‘tratemos la lesión en sí misma de manera activa aprovechando la capacidad de reparación del propio cerebro, ‘», dice Mabbott, quien también es profesor de psicología en la U of T.
La investigación publicada mostró que la metformina tiene efectos positivos dependientes del sexo en la neurogénesis, que es el proceso de crecimiento de neuronas en el cerebro, y la cognición en animales, al mismo tiempo que demuestra que es seguro para continuar en un ensayo clínico de fase III en humanos. Los participantes humanos en este estudio eran sobrevivientes de tumores cerebrales pediátricos que habían recibido radiación craneal.
«Este estudio es tan novedoso en comparación con la mayoría de los estudios porque analizó modelos animales y participantes humanos. Y encontramos que estos realmente consistentes e interesantes en términos de memoria y recuperación del cerebro», dice Cindi Morshead, investigadora financiada por Medicine by Design y coautora del estudio, profesora del Centro Donnelly para la Investigación Celular y Biomolecular y presidenta de la División de Anatomía del Departamento de Cirugía en la U of T. «Este trabajo preclínico en modelos animales informará el diseño del nuevo estudio, actualmente en marcha, para ayudar al cerebro a recuperarse de una lesión».
Morshead dice que está emocionada no solo por los resultados prometedores del estudio, sino también por la forma en que su diseño novedoso alentó la traducción clínica.
«Hay mucha historia de modelos preclínicos que no funcionan, terapias con medicamentos que van a la clínica y luego no no llegaré al próximo pha se. Eso puede ser devastador, por muchas razones. Pero creo que, al combinar el trabajo con humanos y animales, realmente promovió la traducción de este trabajo a pruebas en humanos», dice Morshead.
La financiación de Medicine by Design fue fundamental para permitir este estudio. En un pasado multi -proyecto disciplinario dirigido por Gary Bader, profesor en el Centro Donnelly y el Departamento de Genética Molecular, U of Tand que también involucra a Freda Miller, Científica Principal, programa de Neurociencias y Salud Mental, SickKids, y Morshead, ambos coautores de Nature Publicación de medicina, el equipo mapeó el desarrollo del cerebro a lo largo del tiempo utilizando genómica de células individuales. Los conocimientos sobre los circuitos que controlan el crecimiento del tejido cerebral llevaron a la identificación de compuestos que pueden estimular las células madre residentes para promover la reparación del tejido cerebral, incluida la metformina.
«Estoy muy entusiasmado con este artículo, ya que describe una posible terapia basada en células madre endógenas para trastornos cerebrales que actualmente son intratables”, dice Miller. «Y, lo que es igual de importante, la historia de la metformina proporciona es un ejemplo clásico de por qué necesitamos apoyar la investigación básica y por qué es esencial trabajar en equipos colaborativos. El hallazgo original de que la metformina recluta células madre cerebrales endógenas provino de estudios fundamentales sobre cómo las células madre construyen el cerebro durante el desarrollo, y luego se trasladó a modelos animales y humanos por científicos y médicos altamente interdisciplinarios como el Dr. Morshead y el Dr. Mabbott».
Miller continúa su trabajo para desarrollar estrategias de reparación endógenas tanto para el cerebro como para los músculos en otro proyecto de equipo financiado por Medicine by Design.
En el centro de los proyectos de equipo de Medicine by Design está la convergencia Reunió a expertos de una variedad de disciplinas que incluyen biología de células madre, ciencia computacional, ingeniería biomédica y medicina clínica.El estudio de Nature Medicine ejemplifica el impacto traslacional que puede tener un enfoque basado en equipos multidisciplinarios, particularmente cuando se están realizando estudios preclínicos y clínicos. ejecutarse en paralelo.
Este estudio presenta evidencia importante de que estimular las células madre residentes es un enfoque factible para la reparación de tejidos en sí accesorios donde la regeneración no ocurre fácilmente. Y, dado que la metformina es un fármaco aprobado, el cronograma para más pruebas clínicas y la aprobación regulatoria podría acelerarse.
Los resultados de los ensayos en roedores y humanos han informado un ensayo clínico de Fase III sobre tumores cerebrales pediátricos. sobrevivientes tratados con radiación craneal que actualmente comienza en 14 hospitales en Canadá y Australia.
En el laboratorio, los investigadores encontraron que la metformina mejoró la recuperación de células precursoras neurales endógenas (NPC) en el giro dentado (DG), un parte del cerebro que juega un papel fundamental en el aprendizaje y la memoria. Pero los resultados dependieron del sexo: la metformina fue suficiente para rescatar la neurogénesis y el comportamiento en las mujeres, pero no en los hombres.
Además de los resultados del estudio de laboratorio, un estudio concurrente con 24 niños encontró que la metformina es seguro de usar, sin reportes de eventos adversos significativos, y es bien tolerado por esta población.
Tanto Mabbott como Morshead dicen que su trabajo está motivado no solo por la ciencia novedosa de activar células que ya residen en el cerebro para reparar lesiones, sino también por su deseo de ofrecer esperanza a una población vulnerable.
«Trabajando como psicóloga clínica con familias durante 20 años, fueron realmente las familias las que me motivaron, de hecho, me desafiaron «, dice Mabbott. «Mi trabajo era decirles a los padres que, si bien su hijo recibió un tratamiento exitoso para el cáncer de cerebro, existía la posibilidad de que su hijo tuviera problemas de aprendizaje, discapacidades cognitivas y algunos nunca vivirían de forma independiente. Fue un padre quien me dijo: ‘Eso no es lo suficientemente bueno, tienes que encontrar una manera de ayudar a nuestros niños a recuperarse mejor.’ Eso es lo que me motivó a empezar a ver cómo aprovechar la plasticidad cerebral para la reparación».
«Hasta hace poco, nuestros programas de cuidados posteriores ofrecían muy poco a los niños que sufrían las consecuencias de la radioterapia en el cerebro, » dice Eric Bouffet, investigador del estudio y director del programa de tumores cerebrales, hematología/oncología y científico asociado sénior de SickKids. «Este estudio sugiere que podemos reparar parte del daño asociado con la radiación al cerebro, y los niños con tumores cerebrales en todo el mundo pueden beneficiarse potencialmente de este descubrimiento». El Dr. Bouffet también es profesor de pediatría en la U of T.
Para Medicine by Design, acelerar la traducción de nuevas terapias de medicina regenerativa en impacto en el paciente es una prioridad estratégica. Y las implicaciones de este trabajo van más allá de los sobrevivientes de tumores cerebrales infantiles, dice Morshead. Los investigadores de Toronto también están analizando la metformina y la parálisis cerebral, y la metformina como tratamiento preventivo para la radiación craneal.
Explore más
Un medicamento para la diabetes promueve la reparación del cerebro pero solo funciona en mujeres Más información: Ramy Ayoub et al. Evaluación de la recuperación cognitiva y neural en sobrevivientes de tumores cerebrales pediátricos en un ensayo clínico piloto con metformina, Nature Medicine (2020). DOI: 10.1038/s41591-020-0985-2 Información de la revista: Nature Medicine
Proporcionado por la Universidad de Toronto Cita: La estimulación farmacológica de la reparación de células madre neurales conduce a impacto prometedor en el tratamiento de la lesión cerebral infantil (28 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-drug-neural-stem-cell-impact.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.