¿Qué es la parabiosis?

Según el contexto, la parabiosis puede hacer referencia a diferentes cosas. Etimológicamente, proviene del griego «para» («al lado, fuera de») y «biosis» (vida). Vendría a ser algo así como «vida al lado de», o «vida fuera de». Un ejemplo de parabiosis en la naturaleza es, por ejemplo, los siameses.

Hace algunos años comenté un artículo en el que utilizaban esta técnica y mostraban una mejora en el deterioro cognitivo asociado a la edad y la plasticidad sináptica. En esta ocasión, voy a entrar en detalle en el procedimiento.

En el terreno que nos interesa, la parabiosis se refiere a un procedimiento por el cual se busca la unión de dos organismos (generalmente a través del sistema vascular) de modo que la vida o función de ambos pueda proseguir tras la intervención. Utilizo función intencionadamente, con la imagen del ser de dos cabezas y un cuerpo.

Two_Headed_Tom
Un cuerpo. Dos cabezas. No creerás lo que sucedió después

Bromas (y no tan bromas) a parte, la parabiosis no es nada nuevo. Los primeros estudios experimentales se realizon a finales del s. XIX 1 y desde principios del siglo pasado se realiza de forma recurrente. Con la experiencia se observó que el éxito del procedimiento era mayor cuanto más parecidos eran los sujetos (edad, sexo, compañeros de jaula…). Sin embargo, no se pueden poner vallas al campo, y los investigadores empezaron a preguntarse qué pasaría al exponer el entorno de un sujeto al de otro, totalmente distinto. La exploración de esta idea en el campo de la obesidad dio como resultado uno de los descubrimientos más importantes, en mi opinión, derivados del uso de esta técnica: la leptina. Aunque la hormona no se identificó hasta años después, fueron varios experimentos con parabiosis entre ratones obesos y no obesos lo que movió este hallazgo.

La popularidad de la técnica cayó en las décadas posteriores, aunque en los últimos años parece que vuelve a estar de moda. Especialmente en el campo del envejecimiento. De manera similar a lo que Coleman, Friedman y amigos 2,3 realizaron con ratones obesos y no obesos, a principios de la década pasada Weissman, Wagers y Rando, un trío calavera de la Universidad de Stanford, observaron una regeneración de tejidos en ratones viejos a partir de células madre provenientes de ratones jóvenes 4,5,6.

Parabiostudies

Número de estudios con parabiosis, por década (Fuente: PubMed)

Los estudios de heterocronicidad comenzaron a mostrar cómo factores derivados del entorno fisiológico de ratones jóvenes eran capaces de activar rutas moleculares en células madre hepáticas, musculares, etc., de parabiontes viejos y provocar regeneración de tejidos y proliferación de estas células madre. Esto fue tremendo, ya que hasta entonces la visión general era que el envejecimiento y el daño tisular asociado a la edad eran causados por un daño intrínseco en la célula. Los experimentos con parabiosis retaron esta idea y propusieron que los cambios y deterioros asociados al envejecimiento están influidos significativamente por el entorno molecular que rodea y baña al tejido.

Más allá del avance sobre órganos periféricos, la parabiosis ha servido para descubrir algunos aspectos muy interesantes del sistema nervioso central. En el estudio que refería al principio, Villeda y colaboradores lograron una reducción del deterioro cognitivo asociado a la edad, un incremento en la densidad dendrítica y una mejora de la plasticidad sináptica en el hipocampo de ratones viejos unidos a otros más jóvenes. En concreto, los resultados de estos estudios otorgan un papel especial a la activación de CREB en esta estructura.

Existen pocos estudios que exploran el comportamiento de la microbiota con esta técnica 7,8. Sin embargo, dada la validez en el estudio del cerebro y la creciente acumulación de datos que invitan a pensar en la existencia de una conexión entre el cerebro y la microflora intestinal, no es descabellada la posibilidad de aplicar este procedimiento en el estudio del eje intestino cerebro. Con total seguridad, es algo que eventualmente sucederá. Cuánto queda para ello es otra cuestión. Aunque algo me dice que no falta mucho.

Para finalizar, quería dejar clara mi opinión sobre una cosa. La parabiosis no es agradable; no es agradable de realizar, observar, ni interactuar con el resultado. Es útil, válida y bajo las condiciones de experimentación adecuadas no es necesariamente más traumática que otros protocolos ampliamente utilizados. No obstante, siempre, como con cualquier otra técnica, pero quizá especialmente en este caso, su uso debe estar unequívocamente justificado.

Nuevas herramientas para rastrear vías neuronales

Estudiar el cerebro no es sencillo. Las técnicas más avanzadas no son capaces todavía de cubrir todos los detalles de las algunas de las cuestiones más fundamentales de la actividad cerebral, como la forma en que se comunican las neuronas en los distintos circuitos. Se ha avanzado mucho y la tecnología ha permitido dar pasos de gigante a este respecto, pero esta tarea supone hoy todavía un reto metodológico importante.

Implicados en afrontar este reto, un grupo de la Universidad de Columbia ha desarrollado una herramienta viral con la que aumenta significativamente la capacidad de examinar la actividad sináptica. El procedimiento, descrito en el artículo publicado en Neuron, es una novedosa aplicación de ingeniería molecular permite crear un mapa de los circuitos celulares del cerebro.

Lo curioso del método es que se trata de una variante de la rabia. Dado que este virus afecta únicamente al sistema nervioso central, los investigadores crearon una versión modificada, inocua, pero con la capacidad todavía de transmitirse de neurona a neurona. Esto sirvió para completar mapas de conexiones gracias a que esta versión del virus deja un rastro de luz a su paso.

El trabajo de Thomas Reardon y colaboradores se basa en experimentos previos de otro grupo, el cual fue capaz de manipular el virus y controlar manualmente su curso. El problema que no se había podido resolver hasta ahora es que, aunque dirigible, esta versión del virus mataba neuronas a una velocidad demasiado rápida como para realizar un mapa de su trayectoria. Sin embargo, al desarrollar esta nueva cepa inocua, las neuronas se mantenían en buen estado hasta más de un mes, tiempo suficiente para llevar a cabo el rastreo.

3._lvn_blue

Imagen de circuito neuronal mapeado gracias a la nueva técnica. (Fuente: Reardon et al., 2016)

Estoy seguro de que otros grupos con medios suficientes no tardarán en adoptar esta técnica. Espero que la contribución al conocimiento del cerebro aumente, como ha aumentado gracias a otras metodologías, como la optogenética.

Pero además de su utilidad en ciencia básica, también supone un interesante potencial para el diseño de distribución y liberación de agentes terapéuticos. El estudio está realizado en ratones, no obstante, por lo que, de nuevo, habrá que replicarlo, llevarlo a cabo en otras especies y realizar ensayos controlados antes de pensar en su uso como herramienta en la práctica clínica.

Todo esto puede que tarde en llegar. O no llegue. De cualquier manera, hay que empezar por el principio.

_

_

Referencia:

Reardon T, et al. Rabies virus CVS-N2c?G strain enhances retrograde synaptic transfer and neuronal viability. Neuron, 2016; doi:10.1016/j.neuron.2016.01.004

En busca de la felicidad

Algunos la definen como una emoción en sí misma. Otros, como un estado mental que acompaña a la persona. Se ha escrito, investigado y filosofado hasta el infinito acerca de ella. Pero la realidad es que la felicidad, como la inteligencia, resulta un constructo psicológico difícil de estudiar objetivamente.

El motivo principal de porqué ocurre esto es simple: no hay dos personas iguales. Según nuestra personalidad y nuestras vivencias, tendemos a expresar y experimentar la felicidad de manera diferente. Para cada persona la felicidad puede provenir y manifestarse de múltipes formas. Así pues, cuando digo que es subjetiva, no me refiero a subjetiva en plan «¿es el rojo que veo yo igual que el rojo que ves tú?». No. Me refiero a subjetiva nivel experto.

pursuit

No obstante, desde hace varios años existen técnicas y métodos bastante fiables para medir tanto el componente emocional como cognitivo de este setnimiento 1,2. Estas técnicas han sido de gran utilidad y existe un gran consenso en la validez de su aplicación. Sin embargo, queda por resolver la ardua tarea de explicar los mecanismos neurales por los que se genera. Porque sí, como todo lo demás, la felicidad también surge del cerebro.

Por suerte, hay quien se crece ante los retos. Gracias a esto, un grupo de científicos de la Universidad de Kyoto ha rastreado la felicidad hasta su origen en el cerebro.

Para ello, el equipo liderado por Wataru Sato utilizó imagen por resonancia magnética estructural junto a una batería de cuestionarios que evaluaban (1) felicidad subjetiva, (2) la intensidad de experiencias emocionalmente positivas y negativas y (3) satisfacción y propósito en la vida.

Si te causa gozo saber que encontraron una correlación positiva entre la puntuación en los cuestionarios y el volumen de materia gris del precúneo derecho, has desactivado el logro de «experienciameta“».

precuneo

«¿Dónde está el precúneo, aquí o aquí?»

En base a los datos de los cuestionarios y los escáneres, los autores discuten que sus resultados sugieren que es esta región la responsable de mediar la felicidad subjetiva gracias a la integración que realiza de los componentes cognitivos y emocionales de este sentimiento.

Más en detalle, es interesante señalar que además de con la felicidad subjetiva, el volumen de esta región mostraba una asociación con la puntuación combinada de las escalas de satisfacción/propósito vital y de intensidad en la vivencia de experiencias positivas y negativas. Concretamente, positiva con la intensidad de emociones positivas y propósito vital y negativa con la intensidad de emociones negativas.

El análisis de regresión de las puntuaciones combinadas demostró que la puntuación en la escala de felicidad subjetiva podía ser explicada por la combinación de las puntuaciones de las otras escalas juntas. Lo que resulta especialmente interesante ya que es coherente con estudios previos y teorías de la felicidad que indican que este constructo se compone tanto de aspectos cognitivos como emocionales 3.

Hay gente a la que la explicación o el descubrimiento del mecanismo detrás de ciertas experiencias le resulta inquietante. O que, «le quita gracia» al asunto, mejor dicho. La fe, amor, el libre albedrío, la felicidad… Yo no podría estar más en desacuerdo.

Sato y su equipo se han aproximado a una pregunta tremendamente compleja desde una perspectiva neuropsicológica y han dado una respuesta concreta y objetiva a qué es la felicidad: una combinación de emociones positivas y satisfacción vital que se origina en momentos de consciencia en esta región oculta del lóbulo parietal.

Chapeau por ellos. Y gracias por aportar un granito de arena más al conocimiento del fantástico e increíble mundo del cerebro.

_

_

Referencia:

Sato W, et al. The structural neural substrate of subjective happiness. Scientific reports, 2015; 5:16891. doi: 10.1038/srep16891