Muelas del juicio: ¿desecho biológico o fuente de neuronas?

Las muelas del juicio pueden volverse una molestia y, en ocasiones, es necesario extraerlas. Sin embargo, lejos de ser inútiles esconden un valioso secreto: en su interior existe una población de células madre, capaces de dar lugar a otros tipos celulares. Un artículo científico reciente ha demostrado que pueden convertirse en neuronas funcionales, lo que supone un avance hacia el uso de las mismas en el ámbito terapéutico.

La extracción de las muelas del juicio es una intervención mínimamente invasiva y la recuperación con antiinflamatorios dura unos pocos días. Actualmente la muela extraída se considera un desecho biológico: el paciente puede llevársela y guardarla como trofeo, o desecharla en casa o en la propia clínica. Sin embargo, su interior alberga una sustancia gelatinosa, conocida como la “pulpa dental”, en la que residen unas células que podrían dar lugar a neuronas funcionales capaces de integrarse en nuestro cerebro.

¿Por qué son mejores estas células madre?

Las células madre han adquirido un creciente interés como terapia para el tratamiento de enfermedades. Por una parte, liberan factores de crecimiento que pueden ayudar a regenerar y curar un tejido dañado. Por otra parte, son capaces de convertirse en otros tipos de célula y realizar funciones específicas. Este proceso se conoce como “diferenciación celular”.

En el caso concreto de las enfermedades asociadas al cerebro y al sistema nervioso central, las células madre más comúnmente consideradas son:

1. Células madre de origen embrionario: procedentes de embriones, llevan asociado un debate ético que está impidiendo en algunos lugares su traslación clínica.
2. Células madre pluripotentes inducidas: conocidas como iPSCs, por sus siglas en inglés. A pesar de prometedoras, requieren de un análisis más exhaustivo para alcanzar las aplicaciones clínicas de un modo seguro.

Frente a este panorama, las células madre derivadas de la pulpa dental se presentan como una alternativa eficiente y segura. Descubiertas relativamente tarde, ya entrado el siglo XXI, son capaces de diferenciarse hacia múltiples linajes celulares del cerebro, se obtienen mediante técnicas mínimamente invasivas (extracción de muela del juicio) y no se han reportado casos de desarrollo de tumores asociados a su implantación.

Por ello, muchos grupos de investigación están estudiando su potencial para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y accidentes cerebrovasculares (ictus), que afectan a un creciente porcentaje de nuestra población cada vez más envejecida.

Parece una neurona, pero ¿se comporta como tal?

Las neuronas son las células más frágiles e importantes que se encuentran en nuestro cerebro. Están altamente especializadas y, mediante señales eléctricas, transmiten la información proveniente del entorno a través de circuitos neuronales, donde cada neurona individual puede establecer miles de conexiones directas (sinapsis) con otras neuronas pertenecientes a su circuito.

Esta compleja conectividad es crucial para que el cerebro adulto pueda procesar y transmitir correctamente información. Las neuronas en nuestro cerebro pueden encontrarse en dos estados fundamentales: estado de reposo o estado de excitación. De este modo, de manera similar a una computadora con miles de millones de bits, la información en el cerebro se codifica mediante un lenguaje de tipo binario.

Para que las neuronas puedan comunicarse correctamente con sus vecinas, necesitan una maquinaria electrofisiológica muy bien engrasada que les permita alternar entre ambos estados. Es lo que se conoce como generar un impulso eléctrico, o un “potencial de acción”. Debido a las características tan específicas de las neuronas, resulta muy complicado conseguir que una célula madre colocada sobre una placa de cultivo cumpla todas las funciones asociadas a estas, sobre todo en lo que se refiere a sus características de excitabilidad eléctrica.

Numerosos estudios habían demostrado que las células madre derivadas de la pulpa dental dan lugar a células similares a las neuronas en términos de morfología y marcadores específicos, sin concretar el tipo de neurona producida. Además, no existen aún evidencias que confirmen su capacidad de integrarse completamente en el cerebro mediante la formación de conexiones sinápticas con neuronas circundantes.

En un estudio reciente liderado por investigadores de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) se han desarrollado unos protocolos de diferenciación celular que han permitido inducir, por primera vez, las características electrofisiológicas adecuadas para que las células obtenidas tras el proceso de diferenciación generen verdaderos potenciales de acción.

De esta manera, estas células pueden responder a impulsos eléctricos, generando ellas mismas otros. Es decir, pueden comportarse y empezar a hablar como verdaderas neuronas.

Lo que es más, se ha demostrado que son electrofisiológicamente competentes, lo que implica que podrían llegar a entenderse y comunicarse con las neuronas residentes en el sistema nervioso central. Eso las convierte en buenas candidatas para integrarse en la red social del cerebro.

Utilizando materiales para instruir a las células

El término “materiobiología” se acuñó recientemente para referirse a la capacidad de los biomateriales de inducir comportamientos específicos en las células.

Los biomateriales, en función de sus propiedades, pueden ayudar a decidir a las células madre hacia qué tipo específico de célula deben diferenciarse. De este modo, se ha demostrado que una célula madre colocada sobre un material rígido y con una composición similar a la del hueso entiende que se debe diferenciar hacia osteoblasto (célula encargada de la formación, crecimiento y reparación de los huesos).

Pero si esa misma célula madre se sitúa sobre un material blando y que presenta conductividad eléctrica, tenderá a diferenciarse hacia neurona. Este campo abre múltiples posibilidades que permiten combinar células madre con biomateriales para fines terapéuticos.

El diseño de biomateriales cuyas propiedades puedan instruir a las células madre derivadas de la pulpa dental representará en el futuro un intenso campo de estudio que podría convertirse en una herramienta terapéutica. Debido al reciente aumento de la esperanza de vida, la prevalencia de enfermedades neurodegenerativas y cerebrovasculares va en constante aumento. Por ello, resulta necesario desarrollar terapias innovadoras que nos permitan combatirlas.