En un paquete de 21 artículos, científicos de todo el mundo presentan
esta semana el primer borrador del mapa de las células del cerebro humano,
donde aparecen más de 3.000 tipos diferentes. Se abre así una nueva era en
la investigación de este complejísimo órgano y sus enfermedades
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| Pixabay |
El cerebro humano está compuesto por
86.000 millones de neuronas y un número similar de células no
neuronales. Cuando los científicos intentan modelar sus enfermedades
utilizando otros animales, como las ratas o los monos, siempre surge la
pregunta sobre si realmente se estarán identificando las raíces celulares de
esos trastornos en las personas.
Ahora, en un
paquete de 21 artículos
publicados en las revistas Science, Science Advances and
Science Translational Medicine, los autores presentan un recurso que
puede ayudar: un atlas del cerebro de primates humanos y no humanos a nivel
celular, con un detalle sin precedentes. El esfuerzo colectivo ha permitido
caracterizar más de 3.000 tipos de células cerebrales humanas,
revelando características que nos distinguen de otros primates.
Comprender el cerebro humano con tal resolución no solo ayudará a la
comunidad científica a determinar qué tipos de células se ven más
afectadas por mutaciones específicas que conducen a enfermedades
neurológicas, sino que además ofrecerá una nueva comprensión de quiénes
somos como especie.
El conjunto de trabajos son parte de la
Red de Censos Celulares de la
Iniciativa BRAIN
(BICCN)
de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE UU, un programa lanzado
en 2017. Como parte de esta iniciativa, varios equipos y cientos de
científicos colaboraron en una variedad de estudios, aprovechando las
tecnologías más avanzadas de biología molecular.
“Estas técnicas se han utilizado principalmente en investigaciones
preclínicas con roedores y otros modelos experimentales”, apunta el editor
senior de Science, Mattia Maroso, pero “el trabajo
presentado aquí muestra cómo la investigación en humanos también podría
haberse puesto al día con el estudio preclínico”.
El eje central para construir el atlas está representado por tres
estudios del paquete, liderados por
Kimberly Siletti
del Instituto Karolinska (Suecia) y el University Medical Center de
Utrecht (Países Bajos),
Yang Eric Li
de la Universidad de California en San Diego (EE UU) y
Wei Tian
del Instituto Salk (EE UU).
Juntos han creado el
primer borrador del mapa de las células del cerebro humano,
incluida la expresión genética subyacente y la arquitectura reguladora de
los genes.
“La posibilidad de hallar tipos celulares únicos en humanos que no vemos
en ratones es realmente apasionante”, afirma Wei Tian, quien añade:
“Hemos hecho progresos asombrosos, pero siempre hay más preguntas que
hacer”. Conocer la funcionalidad de todos los tipos celulares será uno de
los grandes retos.
Otro estudio dirigido por
Nelson Johansen
del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro (EE UU) ha evaluado la
variación de tipos de células cerebrales en 75 seres humanos adultos
sometidos a cirugías de epilepsia y tumores. Los resultados muestran cómo
estas células del cerebro varían entre individuos, lo que proporciona una
base para la tipificación celular en condiciones de salud y
enfermedad.
Un trabajo dirigido por
Nikolas Jorstad, también del Instituto Allen, explora más a fondo cómo la región del
cerebro influye en la variación en los tipos de células. Un objetivo clave
del proyecto fue comprender qué características de la organización de las
células cerebrales son específicas de los humanos, en comparación
con los primates no humanos.
En
otra investigación liderada también por Jorstad
utilizó transcriptómica comparativa (análisis de la expresión de
genes transcritos) en corteza cerebral de humanos, chimpancés, gorilas,
macacos Rhesus y titíes comunes para explorar este aspecto. Entre otros
hallazgos, el equipo demostró que las neuronas de los chimpancés se
parecen más a las de los gorilas que a las humanas, a pesar de que los
chimpancés y los humanos comparten un ancestro común más reciente.
ESTUDIOS AL NACER
Los estudios que exploran cómo se establece por primera vez la compleja
disposición de las células en nuestro cerebro, durante nuestros primeros
días, incluyen el trabajo de
Emelie Braun
del Instituto Karolinska. Su equipo descubrió estados celulares en el
cerebro humano durante el primer trimestre.
Por su parte,
Nicola Micali
de la Yale School of Medicine (EE UU) y sus colegas realizaron análisis
similares en diferentes áreas del cerebro prenatal del macaco. En este
trabajo han participado investigadores del Hospital del Mar Research
Institute desde España.
Además de estos artículos en Science, otros ocho de la revista
Science Advances profundizan en aspectos concretos de las células
cerebrales, y un estudio de Science Translational Medicine presenta
un atlas genómico unicelular de la maduración del cerebelo humano durante
la primera infancia.
¡La era de la investigación celular del cerebro humano está llamando a nuestra puerta!Mattia Maroso (Science)
Los datos recopilados por todos estas investigaciones y la red BICCN
“permitirán ahora a los investigadores abordar cuestiones científicas
fundamentales sobre el cerebro humano”, señala Maroso, que concluye: “¡La
era de la investigación celular del cerebro humano está llamando a nuestra
puerta!”.
Referencias:
Los 21 papers sobre el 'censo' de las células cerebrales publicados en
Science, Science Advances and
Science Translational Medicine se pueden consultar en este enlace:
scim.ag/4ro
Artículo publicado originalmente en
SINC
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