Investigadores de la Universidad Estatal de Colorado (Estados Unidos) han diseñado un nuevo sistema experimental que puede evaluar rápidamente los efectos patógenos de un medicamento en el cerebro en desarrollo de un bebé. Este método reprograma células madre embrionarias en neuronas, ofreciendo una herramienta para investigar los fundamentos genéticos y moleculares de los trastornos del desarrollo neurológico inducidos por fármacos.

A las mujeres embarazadas se les aconseja evitar ciertos medicamentos debido a los riesgos potenciales para las células cerebrales en crecimiento de su bebé nonato. Sin embargo, estos riesgos son difíciles de precisar, debido a que existen pocas maneras de rastrear los mecanismos celulares de un fármaco mientras el feto se está desarrollando.

En su trabajo, publicado en la revista ‘Cell Stem Cell’, describen este modelo de plataforma ‘in vitro’, que demuestra el uso de células madre reprogramadas para deconstruir sistemáticamente cómo un fármaco puede interrumpir el desarrollo neuronal. Los investigadores probaron su plataforma experimental observando los efectos del ácido valproico, un medicamento para tratar las convulsiones epilépticas y que también está asociado con problemas cerebrales fetales. Este compuesto se usa en España desde los años 70 bajo el nombre comercial de ‘Depakine’, y podría haber afectado a 10.000 personas, según la Asociación víctimas síndrome ácido valproico (Avisav).

La investigadora principal del trabajo, Soham Chanda, explica que atribuir ciertos fenotipos a diferentes etapas del neurodesarrollo es extremadamente difícil en un sistema vivo (‘in vivo’). Esto se debe a que durante el desarrollo normal, no todas las neuronas generan en paralelo al mismo tiempo; por lo tanto, es difícil distinguir entre una neurona en desarrollo y una madura.

Pero con estas células madre reprogramadas, toda la población neuronal está ‘bloqueada por fases’ en las primeras etapas de desarrollo, madurando gradualmente de forma sincrónica. “Esto le da una gran ventaja para que cuando los exponga a los medicamentos teratogénicos vea los efectos claros en las etapas tempranas frente a las tardías de maduración”, detalla. Los medicamentos teratogénicos son aquellos que perturban el desarrollo de un embrión o feto.

Usando este sistema, los investigadores demostraron definitivamente que el ácido valproico tiene efectos profundamente divergentes en el desarrollo neuronal temprano frente al tardío. Cuando las neuronas aún estaban inmaduras, la exposición al fármaco indujo cambios en la expresión génica que condujeron a graves deficiencias en la forma y el funcionamiento de las células cerebrales.

En particular, encontraron que estos efectos patógenos estaban en gran medida mediados por un nivel celular reducido de la proteína ‘MARCKSL1′, que es esencial para guiar la maduración estructural de las neuronas de fetos. El fármaco no causó efectos adversos en las neuronas maduras.