Exploraciones PET de un cerebro humano
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Los investigadores han elaborado la descripción más detallada jamás creada del cerebro humano, basándose en los miles de tipos de células diferentes que lo componen.
El atlas de células del cerebro humano es una serie de conjuntos de datos sobre los distintos tipos de células dentro del cerebro y dónde se encuentran, definiendo este complejo órgano con un detalle genético y molecular más preciso que nunca.
Los datos proceden de muestras tomadas de adultos y niños fallecidos y de embriones y fetos durante el embarazo. Los donantes incluyen algunas personas que tienen ciertas condiciones médicas y otras que no.
También se han incluido muestras de chimpancés, gorilas y monos para arrojar luz sobre la evolución del cerebro.
El recurso ha sido comparado con el enorme esfuerzo que se hizo en la Proyecto Genoma Humanolo que dio lugar a múltiples avances médicos.
Está diseñado para sentar las bases para futuras investigaciones sobre las enfermedades que afectan al cerebro, incluidas enfermedades neurológicas como el Alzheimer y el Parkinson, así como problemas de salud mental como la depresión y la esquizofrenia. “Si vas a explorar un nuevo país, necesitas un mapa para saber adónde vas”, dice Sten Linnarsson en el Instituto Karolinska de Estocolmo, Suecia.
Intentos anteriores de visualizar el cerebro han implicado técnicas de exploración como la resonancia magnética (MRI). Si bien el escaneo cerebral puede ser invaluable para realizar diagnósticos médicos de individuos (por ejemplo, al revelar un tumor cerebral: normalmente no pueden visualizar nada más pequeño que aproximadamente 1 milímetro.
El nuevo atlas nos permite analizar el cerebro a una escala mucho menor mediante la identificación de tipos de células extraídas de más de 100 regiones diferentes del cerebro, según la especie y la edad de los donantes.
Ya se sabía que existen muchos tipos diferentes de células cerebrales, o neuronas, en parte debido al hecho de que pueden verse diferentes o comportarse de manera diferente cuando se cultivan en un plato. Por ejemplo, mientras que la mayoría de las neuronas envían señales que hacen que se active la siguiente neurona en la línea, algunas envían señales que impiden que se active la siguiente neurona.
Pero era difícil identificar con precisión la multitud de neuronas diferentes que existen hasta la llegada de una técnica llamada secuenciación unicelular hace unos 20 años.
Esto analiza el material genético de una sola célula para ver qué genes están activados o desactivados; en otras palabras, qué proteínas está produciendo.
A medida que avanzaban las técnicas de secuenciación unicelular, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. comenzaron a financiar dos iniciativas, que se fusionaron en un conjunto de 24 artículos publicados el 12 de octubre.
El primero tenía como objetivo elaborar un “censo” de células cerebrales, consistente en una descripción detallada de todos los diferentes tipos de células del cerebro humano, en función de cuáles de sus genes están activos. El segundo se propuso identificar exactamente en qué parte del cerebro se encuentran esos tipos de neuronas para producir un atlas del cerebro basado en células, aunque, por el momento, existe sólo como un enorme conjunto de bases de datos, en lugar de una sola. representación visual.
El primer borrador implicó esfuerzos de múltiples equipos de investigación internacionales, secuenciando millones de células cerebrales en total.
Linnarsson participó en varios de los proyectos, incluida la secuenciación unicelular de 105 ubicaciones anatómicas de cuatro cerebros adultos. El proyecto identificó 3.313 tipos diferentes de células cerebrales.
Ya están empezando a surgir algunas ideas sobre diferentes afecciones médicas. “Hay papeles [due to come out] de genetistas que están mapeando todos los genes de las enfermedades cerebrales en nuestro atlas”, dice Linnarsson. “Seguramente habrá ideas allí”.
“Existe un enorme incentivo para comprender la función cerebral, no sólo porque es una cuestión tan intrigante, sino también porque puede conducir a terapias”, afirma Arnold Kriegstein de la Universidad de California en San Francisco, que forma parte del equipo que elabora atlas del cerebro fetal en diferentes etapas de desarrollo.
“En el futuro, los investigadores podrán utilizar estas herramientas para estudiar la actividad específica de las células y de los circuitos que subyacen a la cognición y el comportamiento complejos”, afirma Barbara Sahakian de la Universidad de Cambridge, que no participó en la investigación. “Esto no sólo mejorará nuestro conocimiento sobre el cerebro sano, sino que también puede conducir a tratamientos novedosos para los trastornos cerebrales”.
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