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Células madre de la leche materna se convierten en neuronas en el cerebro del bebé

La madre vive en el bebé y el bebé vive en su madre.  Y no es una metáfora, sino algo literal.   Eso ha revelado este estudio que ha puesto de manifiesto que las células madre de la leche materna se transfieren al bebé y terminan en órganos fundamentales, especialmente el cerebro.  Es un fenómeno de ida y vuelta, ya que también el bebé transfiere células madre a su madre, que se alojan en órganos clave, como el cerebro, el corazón o el hígado, y que ayudan a rejuvenecer y regenerar el organismo materno de cara a la maternidad.
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  • La leche materna contiene células madre, que son capaces de cruzar el intestino y emigrar a la sangre de los bebés alimentados.
  • De la sangre, viajan a varios órganos, incluyendo el cerebro, donde se convierten en células funcionales.
  • Esta transferencia de células madre de la leche materna a la descendencia no parece ser un acontecimiento aleatorio, sino un fenómeno natural que aporta importantes atributos al desarrollo.
  • La investigación futura debe profundizar en cómo este fenómeno puede ayudar a los bebés prematuros a sobrevivir y desarrollarse de forma óptima.
¿Qué pensarías si te dijeran que tu bebé contiene parte de tu cuerpo? Literalmente. ¿O que realmente tienes dentro de ti parte del cuerpo de tu bebé?   Por mucho que suene como una expresión emocional de amor entre la madre y su bebé, algunas de las células que contienen toda nuestra información genética (no la mitad) son efectivamente intercambiadas entre la madre y su bebé, permaneciendo vivas y activas en los cuerpos del otro por al menos … décadas. Y aunque esto ocurre recíprocamente durante el embarazo a través de la placenta, también continúa en gran medida durante la lactancia. Después de todo, como Barinaga bellamente exclamó en 2002, el amor de la madre dura para siempre.
Es fascinante cuando un científico proporciona la primera evidencia sobre un fenómeno, y aun más cuando alguien más lo respalda de forma independiente, confirmando y fortaleciendo las investigaciones previas. Esas preciosas, y hasta hace poco desconocidas, pequeñas gemas de la leche materna, sus células madre, han sido estudiadas más a fondo en lo que concierne a su migración y posibles funciones en los hijos alimentados. ¿Y el resultado? Sí, de alguna manera logran atravesar el delicado tracto gastrointestinal hasta la sangre de los bebés, hasta varios órganos, ¡incluyendo el cerebro! Sigamos su viaje juntos.
Aydin y sus colegas de la Universidad Medipol de Estambul, Turquía, tomaron la valiente decisión de profundizar en un campo que ha dejado a la comunidad científica con sentimientos de asombro y entusiasmo, pero también con una serie de preguntas. Su estudio, publicado en medios científicos en septiembre de 2018, repitió de forma independiente estudios previos de transferencia de leche de ratón, confirmando la migración e incorporación de las células madre de la leche materna en el cerebro de los cachorros lactantes. Y cuando estas células llegan al cerebro, hacen algo asombroso… se integran en él, convirtiéndose en lo que más se necesita ahí, ¡neuronas funcionales y glia!
Se sabía desde hacía unas cuantas décadas que la leche materna contenía células, pero no que entre ellas también hubiese células madre; hasta que ciertos informes revolucionarios fueron publicados entre 2007 y 2012 por miembros del grupo del profesor Peter Hartmann en la Universidad de Western Australia, del cual tuve el privilegio de ser parte. En primer lugar, el Dr. Mark Cregan, de este grupo, informó de la presencia de células progenitoras en la leche materna, aquellas células que son un poco más flexibles en términos de capacidad para convertirse en otros tipos de células que la célula normal de la piel o la célula cardíaca, por ejemplo.
Inspirado por el trabajo de Cregan, en un momento decisivo en el campo unos años más tarde, descubrimos que la leche materna en realidad contiene células madre, que no sólo son indiferenciadas (es decir, que no están destinadas a convertirse en un tipo específico de célula), sino que son capaces de convertirse en cualquier célula del cuerpo humano. Y esto sucedía espontáneamente en pequeña medida en el plato de cultivo, y de manera más fuerte cuando estas células fueron expuestas al microambiente químico correcto.
Por definición, esta es una propiedad de las células madre que se encuentran en las etapas tempranas de un embrión. Pero parece que propiedades similares son compartidas por un grupo de élite de las células de la leche materna. Estas células no sólo se comportan de manera similar a las células madre embrionarias en términos de sus capacidades para convertirse en cualquier célula del cuerpo, sino que también expresan las mismas proteínas que se sabe que son específicas de las células madre embrionarias.
Estos hallazgos fueron expuestos en la revista Stem Cells en 2012. Poco después, nos embarcamos en un viaje para examinar el destino de estas células en la descendencia. ¿Por qué habría una célula tan especial en la leche materna para empezar? Aparte del hecho de que demostramos que estas células se escondían dentro del seno lactante, la pregunta de todo el mundo era: ¿por qué están ahí, en la leche?
Usando un modelo de ratón TdTomato, fuimos capaces de demostrar por primera vez que las células madre de la leche, así como las células inmunes, sobreviven el intestino neonatal, migran a la sangre, y de allí viajan y se integran en varios órganos de las crías lactantes, incluyendo el timo, hígado, páncreas, bazo, riñones y el cerebro. Ahí, en realidad, parecen convertirse en células especializadas de cada órgano específico.
El modelo de ratón TdTomato se basó en madres de ratones que ubicamente expresaban este gen fluorescente rojo en cada célula de su cuerpo, incluso en sus células lácteas. Estas madres alimentaron crías que no lo expresaban en absoluto. Por lo tanto, cualquier célula fluorescente roja en el cuerpo de las crías tendría que venir de la leche.
El nuevo estudio de Aydin y sus colegas utilizó el mismo principio, pero en un modelo de ratón diferente, en el que las madres de ratones expresaban ubicosamente la proteína verde fluorescente GFP, mientras que las crías que cuidaban no lo expresaban en absoluto. Su estudio ahora confirma y fortalece nuestros hallazgos previos, demostrando que las células madre de la leche sobreviven efectivamente dentro del tracto gastrointestinal de l@s lactantes, y desde allí se transfieren a su sangre y a su cerebro. Allí, las señales cerebrales microambientales específicas facilitan su transformación en células cerebrales especializadas de dos tipos: neuronal y glial, los dos principales tipos de células cerebrales.

Células que atraviesan la barrera hematoencefálica

Lo que hace que este hallazgo sea aún más emocionante es la presencia de la barrera hematoencefálica. Todos la tenemos. Su propósito es controlar el paso de sustancias desde la sangre al cerebro, por la obvia necesidad de proteger este importante órgano. Muy pocas células son capaces de pasar a través de ella. Sin embargo, en el neonato esta barrera tiene fugas, permitiendo más tráfico que el normal que vemos en adultos. Y parece que las células madre de la leche son de las pocas afortunadas que logran atravesarlo!
Este fenómeno de transferencia e integración de células ajenas en un organismo se llama microquimerismo, y es más común de lo que pensamos. De hecho, se ha demostrado que ocurre recíprocamente entre la madre y el embrión durante el embarazo, con células embrionarias encontradas vivas e integradas dentro del cerebro de la madre y otros órganos, muchos años después del nacimiento de su hijo.
A su vez, el microquimerismo materno, la transferencia de células maternas a la descendencia, puede suceder no sólo en el útero, sino también durante la lactancia. Esto se había demostrado previamente para células inmunitarias o células indeterminadas de la leche. Ahora, por primera vez, dos grupos independientes han demostrado esto para las células madre de la leche materna en dos modelos de ratón. Lo que es fascinante es que toda la evidencia hasta ahora apoya la noción de que estas células madre se convierten en partes activas y funcionales del cuerpo de los jóvenes!
Y, por supuesto, además de las células madre, el infante amamantado recibe células inmunitarias de la leche materna. Se ha demostrado que ambos tipos de células lácteas también se encuentran en el timo del niño, entre otros órganos. El timo es responsable de la maduración de nuestras células inmunitarias. Debido a esto, se cree que a través de su presencia dentro del timo, las células lácteas derivadas de la leche facilitan tanto la tolerancia celular entre la madre y el bebé, como la maduración del sistema inmunitario del Infante.
Lo anterior, junto con la evidencia de que las células quiméricas persisten en la descendencia a largo plazo sugieren que el microquimerismo materno en la descendencia no es un acontecimiento aleatorio, sino más bien, una característica integral bien diseñada y específicamente orquestada de la lactancia materna, destinada a impulsar y apoyar multilateralmente el desarrollo óptimo del lactante, y a proteger al infante contra las enfermedades infecciosas.
De hecho, se ha sabido durante mucho tiempo que la lactancia materna ofrece protección inmunitaria al bebé. Lo que es menos conocido es que esta protección es probablemente facilitada no sólo por las moléculas inmunoprotectoras de la leche materna (como inmunoglobulinas, citocinas, etc.) sino también por las células  madre de la leche materna.
Ahora, debo plantear la pregunta: ¿qué sucede con los niños que no son amamantados o que son alimentados con leche materna que no posee propiedades de células vivas (como la leche materna congelada o refrigerada)? ¿Qué se pierden estos bebés? ¿Cuáles son las consecuencias a largo plazo para un bebé que no recibió leche materna fresca? Y, ¿la lactancia materna prolongada ofrece beneficios celulares adicionales en comparación con períodos de lactancia materna más cortos?
Moles y sus colegas llamaron con mucha razón a la leche materna la sangre maternoinfantil, a través de la cual se entregan a la descendencia una multitud de factores activos solubles y celulares, como continuación al período gestacional. ¿Valoramos suficientemente la importancia médica de este fenómeno? Evidentemente, se necesita urgentemente una investigación más en profundidad sobre este campo para arrojar luz sobre todas estas cuestiones y abrir la posibilidad de mejorar el potencial de supervivencia en salud de nuestros pequeños más vulnerables.
Prof. Foteini Kakulas (formerly Hassiotou)
Adjunct Research Fellow
University of Western Australia
1. Barinaga M (2002). Cells exchanged during pregnancy live on. Science 296:2169-2172.
2. Aydin MS, Yiğit EN, Vatandaşlar E, Erdoğan E, Öztürk G (2018). Transfer and integration of breast milk stem cells to the brain of suckling pups. Scientific Reports 8:14289.
3. Hassiotou F, Mobley A, Geddes DT, Hartmann PE, Wilkie T (2015). Breastmilk imparts the mother’s stem cells to the infant. FASEB Journal 29:876.
4. Cregan MD, Fan Y, Appelbee A, Brown ML, Klopcic B, Koppen J, Mitoulas LR, Piper KM, Choolani MA, Chong YS, Hartmann PE (2007). Identification of nestin-positive putative mammary stem cells in human breastmilk. Cell and Tissue Research 329:129-136.
5. Hassiotou F, Beltran A, Chetwynd E, Stuebe AM, Twigger AJ, Metzger P, Trengove N, Lai CT, Filgueira L, Blancafort P, Hartmann PE (2012). Breastmilk is a novel source of stem cells with multilineage differentiation potential. Stem Cells 30(10):2164-2174.
6. Hassiotou F, Geddes DT, Hartmann PE (2013). Cells in human milk: state of the science. Journal of Human Lactation 29(2):171-182.
7. Hassiotou F, Hartmann PE (2014). At the dawn of a new discovery: The potential of breast milk stem cells. Advances in Nutrition 5:770-778.
8. Kakulas F (2015). Breast milk: a source of stem cells and protective cells for the infant. Infant 11(6):187-191.
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