Por el momento se desconocen las condiciones que promueven la diferenciación de neuronas dopaminérgicas en el sistema nervioso embrionario y si estas condiciones podrían estar presentes en el cerebro adulto. Sabemos que en respuesta a lesiones químicas, las células precursoras neuronales se activan y comienzan a proliferar, pero no se sabe si esta activación de la proliferación se acompaña de un aumento en la capacidad de diferenciación. Con el fin de determinar el potencial de inducción de diferenciación de diversas áreas del sistema nervioso adulto, nos proponemos transplantar cuerpos embrioides derivados de células troncales embrionarias (células ES) de ratones que expresan proteína verde fluorescente (GFP) en tres zonas discretas del sistema nervioso de ratas lesionadas químicamente en sustancia nigra. Sabemos que cerca del 40% de estas células embrionarias se diferencian en neuronas dopaminérgicas mesencefálicas11 en cultivos organotípicos de explantes de mesencéfalo fetal, por lo que compararemos la diferenciación de estas células al ser transplantadas estereotáxicamente en sustancia nigra, cuerpo estriado y bulbo olfatorio de ratas adultas. Una vez que determinemos este potencial de inducción, analizaremos la capacidad de diferenciación de células madre adultas obtenidas a partir de la zona subventricular de ratones adultos que expresan GFP bajo el control del promotor de tirosina hidroxilasa que es la enzima limitante en la biosíntesis de dopamina y que sirve como identificador de neuronas de linaje dopaminérgico.

En la actualidad se sabe que tanto las células madre fetales humanas y las células madre embrionarias de ratón, pueden diferenciarse in vitro en neuronas dopaminérgicas funcionales8. Sin embargo, no se sabe si este potencial de diferenciación se mantiene in vivo o si existen acaso condiciones en el cerebro adulto que permitan o promuevan esta diferenciación y la integración en circuitos reguladores del movimiento. La identificación de nichos y condiciones que permitan esta diferenciación neuronal dopaminérgica en el cerebro adulto nos permitirá diseñar de manera más enfocada estrategias terapéuticas para reparar el daño neuronal que ocurre en enfermedades neurodegenerativas. Analizaremos la capacidad de diferenciación de células troncales embrionarias y de adulto hacia neuronas dopaminérgicas mesencefálicas. Estas células troncales serán trasplantadas por medio de cirugía estereotáxica a tres áreas del sistema nervioso: Bulbo olfatorio, donde naturalmente ocurre diferenciación dopaminérgica en roedores adultos y que, potencialmente, servirá como zona control. Cuerpo estriado, que es un sitio donde se han trasplantado células catecolaminérgicas con cierto éxito clínico. Por último, se realizarán trasplantes sustancia nigra, donde residen los somas de las neuronas dopaminérgicas de la vía nigroestriatal. Al trasplantar células derivadas de cuerpos embrioides de células ES que expresan proteína verde fluorescente (GFP) nos proponemos evaluar la capacidad de diferenciación hacia neuronas dopaminérgicas en estas tres áreas del Sistema Nervioso de animales lesionados con 6-OHDA. Estos experimentos nos permitirán identificar zonas del sistema nervioso adulto donde existan las condiciones permisivas o inductivas de diferenciación dopaminérgica. Una vez que hayamos determinado si existen estas zonas, evaluaremos la capacidad de diferenciación de células troncales neurales obtenidas a partir de zona subventricular de animales adultos. Llevaremos a cabo estos transplantes directamente hacia estas zona con el fin de evaluar la posibilidad de que la regeneración del sistema dopaminérgico nigroestriatal no se lleve a cabo in vivo debido a que pudieran existir restricciones para la migración de neuroblastos desde la SVZ, como la presencia de moléculas que inhiban la migración o la ausencia de alguna que la promuevan. Estas restricciones serían evitadas con la colocación estereotáxica en las áreas del sistema nervioso donde naturalmente se encuentran localizadas neuronas dopaminérgicas. Esta estrategia secuencial nos permitirá, en primera instancia, determinar si existen nichos donde se pueda llevara cabo diferenciación dopaminérgica en el sistema nervioso lesionado y, de existir estos, como segunda instancia nos permitirá evaluar el potencial de diferenciación dopaminérgica de célula troncales de adulto.