Científicos de todo el mundo han logrado un hito trascendental al crear el primer “atlas” de las células que conforman el cerebro humano, un logro que tiene el potencial de revolucionar el campo de la medicina y abrir nuevas puertas para el desarrollo de tratamientos, la curación de enfermedades cerebrales como la esquizofrenia y el Alzheimer, así como su prevención.
Un conjunto de 21 estudios de investigación, que conforman este “atlas” celular del cerebro, se presentarán el viernes en una edición especial de la prestigiosa revista científica Science, junto con las publicaciones Science Advances y Science Translational Medicine.
Estos estudios son el producto de años de esfuerzo de científicos de todo el mundo, colaborando en la llamada Iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) – Cell Census Network (BICCN), un consorcio de centros en Estados Unidos y Europa que ha estado trabajando en la caracterización de los diferentes tipos celulares y sus funciones en los cerebros de humanos, primates no humanos y roedores desde 2014.
La caracterización de estos tipos celulares es un proceso crucial que permite identificar, clasificar y describir las diversas células en función de sus características, propiedades y funciones únicas.
Es importante destacar que el cerebro humano está compuesto por 86,000 millones de neuronas, así como un número similar de células no neuronales. En este proyecto, los investigadores han logrado caracterizar más de 3,000 tipos de células cerebrales, lo que ha revelado diferencias fundamentales que distinguen a los seres humanos de otros primates.
Los científicos anticipan que esta identificación detallada de células cerebrales permitirá identificar los tipos celulares más vulnerables a mutaciones específicas que causan enfermedades neurológicas. Además, este “atlas” celular del cerebro ofrece un panorama amplio para comprender cómo millones de neuronas trabajan en conjunto para formar una red que subyace en la formación de pensamientos, emociones y comportamientos humanos.
Según Joseph Ecker, director del Laboratorio de Análisis Genómico del Instituto Salk de Estados Unidos, uno de los participantes clave en la Iniciativa BRAIN, este conjunto de 21 estudios marca el comienzo de una nueva era en la ciencia cerebral. Ecker señala que esto proporcionará una mejor comprensión del desarrollo, el envejecimiento y las enfermedades cerebrales.
Un aspecto fundamental de este proyecto ha sido comprender qué características de la organización de las células cerebrales son específicas de los humanos en comparación con los primates no humanos. Los resultados han demostrado que las neuronas de los chimpancés, nuestros parientes más cercanos en términos de evolución, son más similares a las neuronas de gorilas que a las de los seres humanos.
Este conocimiento sobre las diferencias moleculares en los tipos celulares es crítico para comprender el funcionamiento del cerebro, cómo las mutaciones en el ADN provocan enfermedades cerebrales y desarrollar nuevos enfoques para el tratamiento de trastornos neuropsiquiátricos.
En el núcleo del “atlas” se encuentran tres estudios que han creado el primer borrador del mismo, incluyendo información sobre la expresión génica y la arquitectura reguladora génica. Uno de ellos, liderado por científicos de la Universidad de San Diego, analizó más de 1.1 millones de células de 42 regiones de tres cerebros humanos para generar un detallado mapa de los interruptores genéticos en diferentes tipos de células cerebrales.
Este estudio, que identificó 107 subtipos distintos de células cerebrales, también reveló conexiones entre ciertos tipos celulares y varios trastornos neuropsiquiátricos, como esquizofrenia, trastornos bipolares, Alzheimer y depresión. Los científicos también han desarrollado herramientas de inteligencia artificial (IA) para predecir cómo ciertas variaciones en la secuencia de ADN pueden influir en la regulación génica y contribuir a la aparición de enfermedades.
Además, un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai y la Escuela de Medicina de la Universidad de Yale ha creado el primer “atlas” del desarrollo de las células cerebrales en la corteza cerebral durante seis etapas, desde el feto hasta la edad adulta.
El doctor Panos Roussos, uno de los autores de esta investigación, ha destacado que gracias al desarrollo de este “atlas”, se ha obtenido un entendimiento más profundo de los complejos mecanismos reguladores que subyacen en el desarrollo y las enfermedades cerebrales.
