derecha|miniaturadeimagen|250x250px|Neuroglia del cerebro mostrada mediante el método de Golgi Las células envolventes olfatorias (OECs), también conocidas como glía envolvente olfatoria (OEG) o células gliales envolventes olfatorias, son un tipo de macroglía (glía radial ) presente en el sistema nervioso . También se conocen como células olfatorias de Schwann, ya que envuelven los axones no mielinizados de las neuronas olfatorias de forma similar a como las células de Schwann envuelven las neuronas periféricas no mielinizadas. Además, comparten la propiedad de contribuir a la regeneración axonal.
Las células o glía envolvente olfatoria (OEC) son capaces de fagocitar restos axónicos in vivo y, bacterias in vitro. Se cree que la glía olfatoria, que expresa la enzima antimicrobiana lisozima (LYZ), desempeña un papel importante en la inmunoprotección de la mucosa, donde las neuronas están expuestas directamente al ambiente externo.
Las OEC se han probado con éxito en la regeneración axonal experimental en ratas adultas con daño traumático en la médula espinal, y actualmente se están realizando ensayos clínicos para obtener más información sobre las lesiones de la médula espinal y otras enfermedades neurodegenerativas .
Origen derecha|miniaturadeimagen|250x250px|Desarrollo embrionario en el sistema nervioso central En el sistema nervioso periférico, las OEC se encuentran dispersas en el epitelio olfatorio y el nervio olfatorio . En el sistema nervioso central, las OEC se encuentran en las dos capas externas del bulbo olfatorio . Durante el desarrollo, las neuronas olfativas primitivas extienden sus axones desde la placoda olfatoria, a través del mesénquima, hacia la vesícula telencefálica. Después de alcanzar la vesícula telencefálica, una pequeña capa de células y axones cubre la vesícula. Los axones olfatorios invaden la lámina basal de la glía limitante y el bulbo olfatorio para crear el nervio olfatorio y las capas glomerulares . Una fracción de los precursores migrantes epiteliales dan lugar a la glía envolvente olfatoria que habita en el nervio olfatorio y las capas glomerulares. Las OEC y los astrocitos interactúan entre sí para formar una nueva glía limitante . Las células o glía envolvente olfatoria (OEC) se diferencian de otras glías en su origen evolutivo, ya que están presentes tanto en el sistema nervioso periférico como en el central. También se organizan sobre los haces de axones de las neuronas sensoriales olfativas de una manera distinta a la mielinización.
Funciones Las células o Glia envolvente olfatoria (OEC) es glía radial que desempeña diversas funciones. Dentro del sistema olfativo, fagocitan restos axónicos y células muertas. Al cultivarse en placas de Petri (in vitro), fagocitan bacterias. Diversos estudios han demostrado que las OECs pueden ayudar en el tratamiento de lesiones medulares (LME) gracias a sus propiedades regenerativas en el sistema nervioso periférico y a su presencia en el sistema nervioso central. También se sabe que las OECs sostienen y guían el crecimiento de los axones olfatorios a través de cicatrices gliales y secretan numerosos factores neurotróficos .
Las OEC expresan marcadores gliales como la proteína ácida fibrilar glial, s100 y p75, y marcadores gliales radiales como nestina y vimentina, que pueden ayudar aún más a los investigadores a comprender las características de etiquetado de estas glías especializadas.
Regeneración del sistema olfatorio derecha|miniaturadeimagen|250x250px|Plano de neuronas olfativas El sistema olfatorio de los mamíferos es inusual, ya que tiene la capacidad de regenerar continuamente sus neuronas durante la edad adulta. Esta capacidad está asociada con la glía envolvente olfatoria. Las nuevas neuronas receptoras olfativas deben proyectar sus axones a través del sistema nervioso central al bulbo olfatorio para ser funcionales. El crecimiento y la regeneración de los axones olfatorios puede atribuirse a las OECs, ya que forman los fascículos a través de los cuales los axones crecen desde el sistema nervioso periférico hacia el sistema nervioso central. Las neuronas receptoras olfativas tienen una vida media de 6 a 8 semanas y, por lo tanto, deben ser reemplazadas por células diferenciadas a partir de las células madre que se encuentran contenidas en la capa próxima a la base del epitelio. Además de por la presencia de las OECs, el crecimiento axonal está guiado por la composición glial y la citoarquitectura del bulbo olfatorio.
Se cree que las OEC son en parte responsables de la neurogénesis de las neuronas olfativas primarias a través de los procesos de fasciculación, clasificación celular y orientación axonal.
Papel en las lesiones de la médula espinal Los traumatismos de la médula espinal causan una pérdida permanente de las funciones motoras y sensitivas en el sistema nervioso central, que se denominan paraplejia o tetraplejia dependiendo del lugar de la lesión. Otros efectos perjudiciales pueden ocurrir en el sistema respiratorio y en el sistema renal como consecuencia de la lesión. A diferencia del sistema nervioso periférico, el sistema nervioso central es incapaz de regenerar los axones dañados, por lo que sus conexiones sinápticas se pierden para siempre. El tratamiento actual es limitado y los principales métodos potenciales son o bien controvertidos o ineficaces. Estudios que datan de la década de 1990 comenzaron a investigar el sistema olfatorio de los mamíferos, de la rata en particular, para obtener una mejor comprensión de la regeneración axonal y la neurogénesis, y la posible implementación de estas células en el sitio de la lesión de la médula espinal.
El trasplante de glía o células envolventes olfatorias (OECs) se ha convertido en una posible terapia para el daño medular y otras enfermedades neuronales en modelos animales. Varios estudios recientes han informado que mediante la prevención de la inhibición, las OECs proporcionan una población uniforme de células en la médula espinal, creando un entorno en el que los axones dañados se pueden reparar. En octubre de 2014, el bombero polaco Darek Fidyka se convirtió en el primer paciente parapléjico en recuperar la movilidad tras el trasplante de OEC.
La Glía envolvente olfatoria o OECs son similares a las células de Schwann en cuanto a que aumentan la expresión del receptor p75 del factor de crecimiento nervioso (NGF) de baja afinidad tras una lesión; sin embargo, a diferencia de las células de Schwann, producen niveles más bajos de neurotrofinas . Diversos estudios han mostrado la evidencia de que las OECs son capaces de promover la regeneración de axones lesionados, pero estos resultados a menudo no se pueden reproducir. En cualquier caso, las células OEC se han investigado exhaustivamente en relación con las lesiones de la médula espinal, la esclerosis lateral amiotrófica y otras enfermedades neurodegenerativas. Los investigadores sugieren que estas células poseen una capacidad única para remielinizar las neuronas lesionadas.
Goma gellan modificada con péptidos y OEC El trasplante de células madre se ha identificado como otra posible terapia para la regeneración axonal en el sistema nervioso central mediante la administración directa de estas células al sitio de la lesión de la médula espinal. Tanto las OEC como las células madre/progenitoras neurales (NSPC) se han trasplantado con éxito en el sistema nervioso central de ratas adultas y han tenido resultados positivos o neutrales como método de neurogénesis y regeneración axonal; sin embargo, ninguno de los métodos ha demostrado tener efectos beneficiosos a largo plazo, ya que la supervivencia celular suele ser inferior al 1% después del trasplante. La incapacidad de estas células para mantenerse después del trasplante es el resultado de la inflamación, la incapacidad de una matriz suficiente para prosperar y crear una población uniforme de células, o la respuesta migratoria de las células necesarias para reparar completamente el sitio de la lesión. Otro tema actual referente a la supervivencia de las células es la utilización de biomateriales adecuados para administrarlas al sitio de la lesión.
Un estudio ha investigado el uso de goma gellan modificada con péptidos como biomaterial con OEC y células madre/progenitoras neurales para proporcionar un entorno que permita que estas células sobrevivan después del trasplante. El hidrogel de goma gellan se puede inyectar de forma mínimamente invasiva y está aprobado por la FDA como aditivo alimentario debido a su estructura química. La goma gellan se modificó con varias secuencias peptídicas derivadas de la fibronectina, de modo que las células del trasplante tienen propiedades estrechamente relacionadas con las del tejido nativo en la matriz extracelular . Al imitar el tejido nativo, las células administradas tienen menos probabilidades de ser rechazadas por el cuerpo y las funciones biológicas como la adhesión y el crecimiento celular se verán mejoradas a través de las interacciones célula-célula y célula-matriz. Para determinar la posibilidad de que las OEC y las NPSC mejoren la viabilidad celular, ambas células se cocultivaron en contacto directo entre sí, junto con la goma gellan modificada con péptidos.
El experimento demostró que la adhesión, proliferación y viabilidad de las NSPC aumentan considerablemente cuando se utiliza goma gellan modificada con péptidos como dispositivo de trasplante, en comparación con un control de goma gellan. Además, el cocultivo de OEC y NSPC muestra una mayor supervivencia celular en comparación con la de las NSPC cultivadas solas.
Los resultados demuestran que este método de trasplante celular es una posible estrategia para la reparación de daños en la médula espinal en el futuro.
Efectos secundarios del trasplante de células madre: una diferencia con las OECs Un estudio ha demostrado que, en general, el trasplante de células puede provocar un aumento de la temperatura corporal en sujetos con una lesión medular previa. En este experimento, la temperatura corporal de los pacientes se elevó hasta alcanzar un nivel de fiebre moderada después del trasplante, lo que duró aproximadamente de 3 a 4 días. Sin embargo, el estudio proporciona evidencia de que incluso las lesiones medulares previas pueden beneficiarse de la recuperación neurológica funcional que el trasplante de células madre puede proporcionar en el futuro.
También se sabe que el trasplante de células madre causa toxicidad y enfermedad de injerto contra huésped (EICH). Se han administrado células apoptóticas simultáneamente con células madre hematopoyéticas en modelos experimentales de trasplante, con la expectativa de obtener mejores resultados. Como resultado, la combinación previene la aloinmunización, aumenta la expresión de linfocitos T reguladores (linfocitos T supresores) y reduce la gravedad de la EICH.
Susceptibilidad a las infecciones Las OEC tienen propiedades similares a las de los astrocitos, ambos han sido identificados como susceptibles a la infección viral.
Marcado de OEC
Partículas de óxido de hierro para resonancia magnética