18 de diciembre de 2023
3 lectura mínima
Varios equipos de investigación han creado un atlas del cerebro del ratón. El mapa, que cuenta con más de 5.300 grupos de células, debería ayudar a mejorar el tratamiento de enfermedades cerebrales
¿Cuántos grupos de células diferentes hay en el cerebro de un ratón? ¿Dónde están ubicados y cuáles son sus funciones? Un gran equipo internacional de investigadores ha abordado este enigma enormemente difícil y ha presentado un atlas celular completo del cerebro del ratón.
Los expertos de la Iniciativa de Censo de Células de la Iniciativa de Investigación del Cerebro a través del Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN) documentaron más de 5.300 grupos de células diferentes, como han informado en un total de 10 artículos publicados en Naturaleza. Resulta que los grupos de células se distribuyen en regiones específicas del cerebro y difieren según su ubicación. Esta compleja estructura del cerebro de los mamíferos es aparentemente el resultado de un largo proceso evolutivo. Hongkui Zeng, director del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle y coautor de varios de los estudios, esta convencido que el nuevo mapa cerebral permitirá a los investigadores ver finalmente cómo está organizado el cerebro.
Para los científicos, la elección del cerebro del ratón doméstico (Mus musculus) es evidente: el roedor es el organismo modelo por excelencia en biología y medicina. Proporciona la mejor manera de crear un atlas ejemplar del cerebro de un mamífero.
Los investigadores emplearon varios métodos analíticos para sus estudios, incluidos diferentes análisis unicelulares. Estos pueden usarse para investigar la actividad genética de las células cerebrales. El objetivo era, entre otras cosas, descubrir qué ARN mensajero (ARNm) producían las células del cerebro de ratón. Basándose en los distintos fragmentos de ARN, los científicos pudieron deducir cuántos grupos de células diferentes hay en ese cerebro porque cada uno de ellos produce una firma característica de las moléculas de ARNm.
Al mismo tiempo, el equipo también determinó la posición espacial de las células del cerebro. Esto es lo que hace que este gigantesco proyecto sea tan especial: todos los investigadores involucrados no sólo mapearon “todo el cerebro del ratón” por primera vez, sino que también lo hicieron utilizando transcriptómica espacial, lo que permitió “colocar los tipos de células en su contexto de tejido nativo”, escribió. neuróloga Maria Antonietta Tosches de la Universidad de Columbia en un comentario adjunto en Naturaleza.
Los investigadores secuenciaron varios millones de células y recopilaron datos de su ubicación en el cerebro de los roedores. Luego, el equipo dividió las células cerebrales en cuatro niveles que comprenden un total de 5.322 grupos. Los expertos también mapearon cómo los grupos individuales interactúan entre sí y están en contacto con la ayuda de neurotransmisores y neuropéptidos.
Los 10 estudios produjeron una gran cantidad de resultados. En lo profundo del cerebro (en las áreas del hipotálamo, el mesencéfalo y el rombencéfalo) la variedad de tipos de células es mucho mayor que en la corteza cerebral evolutivamente más joven. “Estos hallazgos indican que diferentes reglas gobiernan la diversidad neuronal en todo el cerebro, tal vez porque cada región evolucionó bajo diferentes limitaciones”, explicó Tosches en el artículo. Naturaleza comentario. La diferencia podría estar relacionada con el hecho de que las partes del cerebro debajo de la corteza han cambiado menos a lo largo de la evolución que las partes superiores, posiblemente porque las partes inferiores controlan más funciones básicas del cuerpo.
Los resultados de los nuevos estudios también deberían respaldar los planes existentes para mapear el cerebro humano. Uno de los objetivos de toda esta investigación es mejorar el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y trastornos neurológicos. Se sabe, por ejemplo, que muchas enfermedades se desarrollan en determinadas regiones del cerebro, posiblemente porque han cambiado tipos de células específicas. Según Zeng, un atlas cerebral podría usarse para desarrollar terapias genéticas o medicamentos dirigidos directamente a las células y así reducir los efectos secundarios de los medicamentos.
Los investigadores también esperan que su atlas estimule muchos otros proyectos de investigación. Y descubrir la función de las células y su papel en las enfermedades puede mantener ocupado al equipo durante los próximos 20 años.
Este artículo apareció originalmente en Spektrum der Wissenschaft y fue reproducido con autorización.