Publican el primer “atlas” del desarrollo del cerebro fetal humano
Este atlas "multiómico" representa una valiosa herramienta abierta para la comunidad científica mundial, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones sobre la evolución del cerebro humano y la identificación de nuevos objetivos terapéuticos para enfermedades neurológicas
El estudio permite ver funcionalidades específicas de diversas regiones cerebrales y sus asociaciones con enfermedades neurológicas. Crédito: Alexa Mat | Shutterstock
En un esfuerzo colaborativo global ha culminado en la creación del atlas cerebral de primates abarcando un asombroso total de 4.2 millones de células. Este logro ha revelado funcionalidades específicas de diversas regiones cerebrales y sus asociaciones con enfermedades neurológicas, abriendo un camino prometedor hacia futuras investigaciones cerebrales y terapias para enfermedades relacionadas.
Este monumental proyecto involucró el perfilado de más de 4 millones de células cerebrales, dando lugar al atlas más grande y detallado hasta la fecha. Su objetivo principal radica en arrojar luz sobre la evolución del cerebro humano y, al mismo tiempo, proporcionar nuevos puntos de enfoque para tratar enfermedades y trastornos neurológicos.
Uno de los mayores misterios de la ciencia es entender cómo más de 100 millones de neuronas individuales trabajan en conjunto para formar la intrincada red que constituye la base de nuestra identidad: cada pensamiento, emoción y comportamiento humanos.
Este proyecto de mapeo cerebral es parte de la ambiciosa “Red de Censos Celulares de la Iniciativa Cerebral”, dirigida por los Institutos Nacionales de Salud y que reúne a cartógrafos moleculares de todo el mundo.
Su objetivo general es impulsar la investigación en neurociencia, con la esperanza de proporcionar una comprensión más profunda de las enfermedades cerebrales y desentrañar los misterios médicos que rodean trastornos como el autismo y la depresión.
En una serie de nuevos estudios, se han desvelado perfiles detallados del funcionamiento molecular interno del cerebro a una escala sin precedentes. Esta hazaña ha sido lograda gracias a la colaboración de científicos de la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad de Pensilvania, la Universidad de Washington y el Instituto Brotman Baty, quienes han generado el atlas cerebral más amplio del mundo.
Entender cómo funciona el cerebro
El coautor principal, Jay Shendure, profesor de Ciencias del Genoma en la Universidad de Washington y director del Instituto Brotman Baty, señaló: “Nuestros datos representan el atlas molecular multimodal más grande y completo en un primate hasta la fecha, y son cruciales para explorar cómo las numerosas células del cerebro se unen para dar forma a la complejidad del comportamiento de los primates, incluyendo a los humanos.”
Por su parte, Michael Platt, coautor principal y profesor de los Departamentos de Neurociencia, Psicología y Marketing de la Universidad de Pensilvania, resaltó la importancia de estos datos para el estudio de enfermedades y comportamientos sociales complejos, así como para identificar similitudes y diferencias en las células y redes cerebrales entre diferentes especies.
El análisis “multiómico” realizado por los científicos involucró el perfilado de la expresión genética (2.58 millones de transcriptomas) y un conjunto de regiones reguladoras de genes de ADN complementarios (1.59 millones de epigenomas) para cada núcleo celular. Este enfoque permitió a los investigadores estudiar los patrones moleculares que componen diversos tipos de células cerebrales con un nivel de detalle sin precedentes.
Los resultados revelaron la existencia de cientos de tipos de células cerebrales molecularmente distintas, así como diferencias significativas en la composición celular en todo el cerebro, desvelando firmas celulares relacionadas con funciones específicas de distintas regiones cerebrales.
Esto incluye neurotransmisores implicados en la comunicación entre células cerebrales y células de apoyo que desempeñan un papel crucial en la protección del cerebro contra enfermedades como el Alzheimer.
Además, los datos se utilizaron para investigar un total de 53 fenotipos relacionados con enfermedades, trastornos, síndromes, comportamientos y otros rasgos neurológicos. Esto permitió identificar funciones conocidas de clases de células involucradas en enfermedades neurológicas, como las relacionadas con el accidente cerebrovascular, una de las principales causas de muerte neurológica en las personas.
Los investigadores también encontraron que los genes vinculados a la enfermedad de Alzheimer tendían a estar asociados con regiones reguladoras del ADN accesibles solo en las microglías, las principales células inmunitarias del cerebro. Este hallazgo concuerda con el papel clave de la proliferación y activación de las microglías en la enfermedad de Alzheimer, tal como se ha descubierto en estudios de asociación genética.
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