22 de julio: Día Mundial del Cerebro
En el marco del Día Mundial del Cerebro (julio 22), expertos del Hospital Houston Methodist explican cómo las bibliotecas basadas en neurorepositorios ayudan a validar la eficacia de medicamentos.
Los Neurorepositorios son bibliotecas biológicas para tratamientos innovadores del cerebro. Cuando se produce una hemorragia repentina en el cerebro, ocurre una serie de cambios en respuesta; unos pueden proteger al paciente, pero otros cambios pueden ser patológicos. Los mecanismos subyacentes a los eventos en torno a un accidente cerebrovascular aún no se han delineado por completo y, actualmente, faltan modelos animales que puedan capturar con precisión la afección en humanos. Sin embargo, este obstáculo podría superarse con tejido recolectado de pacientes con accidente cerebrovascular hemorrágico y almacenado en neurorepositorios.
El núcleo del neurorepositorio del Hospital Metodista de Houston mantiene una colección de especímenes relacionados con el sistema nervioso y datos clínicos de pacientes que han dado su consentimiento de antemano.
"Ahora contamos con una importante infraestructura que apoya el estudio de la neurooncología, las enfermedades neurodegenerativas, los accidentes cerebrovasculares y otras condiciones que afectan al cerebro humano", explica el Dr. Robert Rostomily, investigador principal y supervisor de operaciones en el neurorepositorio del Hospital Houston Methodist.
"Es importante destacar que al tener acceso a muestras derivadas de humanos tenemos ahora plataformas realistas que validan la eficacia de los medicamentos candidatos y exploran los mecanismos subyacentes de la enfermedad".
En la actualidad, una parte sustancial de los protocolos biomédicos están encabezados por la investigación con animales, especialmente en ratones. Los roedores son relativamente fáciles de obtener, se reproducen bien en cautiverio y nacen precoces, lo que brinda a los científicos la oportunidad de estudiar procesos de desarrollo que de otro modo serían inaccesibles en otras especies. Hoy en día, las herramientas genéticas y moleculares avanzadas han transformado a los roedores en modelos atractivos para la investigación.
Pero, ¿puede la investigación en otras especies sustituir a la de los humanos? La sabiduría científica convencional nos dice que, aunque los humanos y los roedores divergieron de un ancestro común hace unos 80 millones de años, ciertos aspectos fundamentales del desarrollo y la fisiología se conservan evolutivamente. Y, ciertamente, ha habido una multitud de descubrimientos derivados de la investigación con roedores en áreas que abarcan la inmunología, la neurociencia, el cáncer y las enfermedades infecciosas. Sin embargo, una mirada más profunda, a menudo, revela diferencias específicas de cada especie. Las enfermedades neurodegenerativas, en particular la enfermedad de Alzheimer, son un ejemplo evidente ya que ésta no se presenta de forma natural en los roedores.
"Nos estamos dando cuenta, de que para las enfermedades cerebrales, el sistema inmunológico es un factor determinante en las respuestas, ya sea cuando hay daño de ADN o en presencia de procesos inflamatorios", comenta el doctor Rostomily. "Pero el sistema inmunológico del ratón es muy diferente al de los humanos, por lo que no es sorprendente que el trabajo sobre enfermedades neurodegenerativas, hemorragias intracerebrales y accidentes cerebrovasculares se haya traducido muy mal en los humanos".
Los neurorepositorios, por lo tanto, llenan un vacío importante al proporcionar acceso a muestras derivadas de humanos con enfermedades neurodegenerativas, cáncer y otras condiciones cerebrales. En el Hospital Houston Methodist, las células cancerosas derivadas de pacientes, generadas a partir de muestras almacenadas, se utilizan para crear injertos de tumores cerebrales primarios. Luego, aprovechando las muchas ventajas de los roedores, estos xenoinjertos se implantan en ratones inmunodeprimidos para estudiar la progresión del cáncer. Este trabajo se ha extendido ahora a la investigación de tumores cerebrales con metástasis y otros cánceres del sistema nervioso central.
"Nuestra base de datos ayuda a las personas que estudian el meningioma. Tenemos también un grupo que investiga los linfomas primarios del sistema nervioso central. Además, investigamos cáncer cerebral y accidentes cerebrovasculares”, apunta el investigador del Hospital Houston Methodist.
"Podemos observar las muestras cuidadosamente para validar las observaciones que hemos hecho previamente en modelos preclínicos", explica el Dr. Muralidhar Hegde, profesor en neurocirugía del Hospital Houston Methodist. "Lo que hace que nuestro trabajo sea más relevante para la condición humana, no son únicamente las muestras, sino también los conocimientos de los médicos y los datos clínicos".
Si bien es un recurso invaluable para la investigación del cerebro, el neurorepositorio requiere una planificación estratégica significativa. Los pasos necesarios son considerables: se deben recolectar formularios de consentimiento para pacientes internos y ambulatorios y se deben obtener, procesar y almacenar muestras del quirófano, todo mientras se preservan los derechos de privacidad de los participantes.
En un futuro próximo, los datos de imágenes de los pacientes podrían vincularse con los datos genómicos y moleculares existentes en los neurorepositorios, y las investigaciones de diferentes laboratorios podrían compartirse y actualizarse en la base de datos. En última instancia, esa información completa podría servir como conjuntos de entrenamiento para la inteligencia artificial, que luego podrían integrar todos los datos y ayudar a decidir tratamientos individualizados para los pacientes.
Por lo tanto, los neurorepositorios amplían el conjunto de herramientas del investigador del cerebro en muchas formas. Al proporcionar acceso a muestras de tejido derivadas de pacientes, los investigadores tienen una ventana para comprender la progresión de la enfermedad en humanos, probar la eficacia de los medicamentos y mejorar la terapéutica.
