El ‘Atlas de las Células Cerebrales Humanas’ aporta una nueva visión sobre la salud y las enfermedades del cerebro.

El Atlas de las Células Cerebrales Humanas ofrece una perspectiva innovadora sobre la salud y las enfermedades del cerebro.

Imagen de noticias: Nuevo Atlas de Células del Cerebro Humano Ofrece Nuevas Ideas sobre la Salud y Enfermedades Cerebrales

Después de un enorme esfuerzo de cinco años, los investigadores han revelado un “atlas” que ofrece una mirada sin precedentes a las complejidades del cerebro humano.

El atlas, que estará disponible para investigadores de todo el mundo, se puede considerar similar a los atlas que todos conocemos: un libro de mapas.

Pero este cataloga células cerebrales humanas y su impresionante diversidad y complejidad. En el futuro, el atlas ayudará a otros investigadores a “navegar” el cerebro, según Bing Ren, profesor en la Universidad de California, San Diego, quien formó parte del equipo de investigación.

El atlas abarca más de 3,000 tipos de células cerebrales y ofrece información sobre cómo varían de una persona a otra, cómo difieren de las células cerebrales de primates no humanos, cómo ciertos tipos de células cerebrales están relacionados con enfermedades específicas, y más.

El objetivo final, según Ren y otros expertos, es comprender mejor el funcionamiento del cerebro humano y lo que va mal en una variedad de condiciones neurológicas y psiquiátricas que afectan a los seres humanos, desde el Alzheimer hasta la depresión y la esquizofrenia.

La publicación del atlas de células cerebrales, dijo Ren, “es solo el comienzo”.

El trabajo se detalla en una colección de 21 documentos que se publicarán el 13 de octubre en las revistas Science, Science Advances y Science Translational Medicine. En total, el proyecto involucró a cientos de científicos de diferentes países, reunidos bajo el programa BRAIN Initiative del Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos.

El ambicioso proyecto fue posible gracias a una nueva tecnología que permite a los científicos estudiar las características y funciones de células individuales.

Ese tipo de comprensión profunda de las células cerebrales podría llevar eventualmente a nuevos tratamientos altamente dirigidos para condiciones neuropsiquiátricas, incluyendo aquellos que aún no se han descubierto, según el Dr. Panos Roussos, profesor en la Escuela de Medicina Icahn del Monte Sinaí en la ciudad de Nueva York, quien trabajó en el proyecto.

Muchos medicamentos actuales para esas enfermedades se dirigen a los neurotransmisores, sustancias químicas que ayudan a las células cerebrales a comunicarse.

Ayudan a muchas personas, pero también “dejan atrás a muchas otras”, según el Dr. Jeffrey Borenstein, presidente de la Fundación de Investigación Cerebral y del Comportamiento sin fines de lucro en la ciudad de Nueva York.

Borenstein, quien no estuvo involucrado en el proyecto del atlas, lo calificó como un “trabajo muy importante”.

“Establece las bases para que los científicos comprendan mejor cómo funciona el cerebro, tanto en salud como en estados de enfermedad”, dijo. “Creo que esto ofrece una tremenda esperanza para las personas que viven con enfermedades psiquiátricas”.

Es justo decir que las células cerebrales humanas son diversas y complejas. Cada célula en el cerebro tiene la misma secuencia de ADN, pero diferentes tipos de células utilizan diferentes genes y en diferentes cantidades.

Para dar una analogía, Ren dijo que las células cerebrales se pueden considerar como personas que viven en diferentes partes del mundo: según el lugar donde terminen residiendo en el cerebro, hablan diferentes idiomas.

Un objetivo amplio, según Ren y Roussos, es comprender mejor cómo interactúan esos diferentes tipos de células cerebrales entre sí, en salud y en enfermedad, y identificar los tipos celulares relevantes para cualquier enfermedad en particular.

En su estudio, el equipo de Ren analizó tres cerebros humanos, examinando en detalle más de 1 millón de células en 42 regiones cerebrales. Identificaron 107 subtipos diferentes de células cerebrales, y luego pudieron correlacionar ciertos aspectos de la biología molecular de las células con enfermedades específicas, incluyendo la esquizofrenia, el trastorno bipolar y la enfermedad de Alzheimer.

Roussos y sus colegas, mientras tanto, estudiaron tejido cerebral desde el desarrollo fetal hasta la edad adulta. Esto es crucial, dijo Roussos, ya que diferentes condiciones neuropsiquiátricas tienen diferentes edades de inicio.

También lograron asignar ciertos tipos de células cerebrales a enfermedades específicas. Esto incluyó asociaciones que antes eran desconocidas, como vincular el síndrome de Tourette a células llamadas oligodendrocitos y el trastorno obsesivo-compulsivo a astrocitos.

“Si sabes qué tipo de célula está relacionada con una enfermedad, entonces puedes hacer hipótesis sobre las causas”, dijo Ren.

Señaló que su trabajo, al igual que algunos estudios anteriores, señala la importancia de las células llamadas microglía en el Alzheimer. Las microglías son células inmunes residentes en el cerebro, y Ren y otros investigadores sospechan que un conjunto anormal de microglías “súper activadas” juegan un papel central en causar el Alzheimer, atacando a las neuronas del cerebro.

“Entonces, ¿hay alguna manera de reducir esa sobreactivación?”, dijo Ren.

Entre otros hallazgos del proyecto:

Investigadores del Instituto Allen de Ciencia del Cerebro, en Washington, D.C., y otros centros, estudiaron qué genes están “activados” en células individuales del cerebro humano, lo que les permitió categorizar más de 3.000 tipos diferentes de células cerebrales.
Las personas varían ampliamente en sus proporciones de diferentes tipos de células cerebrales, y en qué genes están activos dentro de esas células.
Los humanos comparten la misma “arquitectura” básica de células cerebrales con nuestros parientes cercanos primates, chimpancés y gorilas. Donde nos diferenciamos es en qué genes usan esas células. Específicamente, esas diferencias se ven en los genes que permiten a las células cerebrales conectarse y formar circuitos.

En un comunicado, el Dr. John Ngai, director de la Iniciativa de Investigación del Cerebro de los NIH, dijo que las colaboraciones científicas del programa están “impulsando el campo a un ritmo exponencial”.

“El progreso y las posibilidades han sido simplemente impresionantes”, dijo.

Más información

Los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. tienen una introducción a los conceptos básicos del cerebro.

FUENTES: Bing Ren, PhD, profesor de medicina celular y molecular, Universidad de California, San Diego; Panos Roussos, MD, PhD, profesor de psiquiatría y ciencias genéticas y genómicas, director del Centro para la Neurogenómica de Enfermedades, Escuela de Medicina de Mount Sinai, Ciudad de Nueva York; Jeffrey Borenstein, MD, presidente y CEO de la Fundación para la Investigación del Cerebro y la Conducta, Ciudad de Nueva York; Science Advances y Science, 13 de octubre de 2023