Un enorme mapa del cerebro humano acaba de aportar una mirada sin precedentes sobre cómo cambian sus células a lo largo de la vida y qué ocurre cuando aparecen enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Se trata de uno de los mayores atlas unicelulares desarrollados hasta ahora y reúne información de millones de células procedentes de cerebros humanos.
Los resultados forman parte de una serie de nueve investigaciones publicadas esta semana en revistas del grupo Nature. Los trabajos fueron realizados por equipos internacionales en el marco del programa PsychAD, una iniciativa multidisciplinaria impulsada en 2019 con apoyo del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de Estados Unidos, que busca comprender los mecanismos biológicos detrás del Alzheimer y otros trastornos neuropsiquiátricos.
El estudio central analizó más de 6,3 millones de núcleos celulares de la corteza prefrontal dorsolateral de 1.494 personas, entre ellas pacientes con Alzheimer, Parkinson, enfermedad de cuerpos de Lewy, demencia vascular, esquizofrenia y trastorno bipolar, además de personas sin estos diagnósticos.
Al observar las células individualmente, los investigadores encontraron que distintas enfermedades pueden compartir determinadas vías moleculares, aunque cada una también presenta características celulares propias. Esto permitió identificar cambios asociados tanto con la progresión de las patologías como con algunos de sus síntomas neuropsiquiátricos.
“Muchas enfermedades comparten vías moleculares, al tiempo que presentan firmas celulares distintivas”, explicó Donghoon Lee, investigador en psiquiatría y genética del Hospital Mount Sinai de Nueva York y uno de los autores. Según el científico, estos resultados ayudan a entender por qué trastornos diferentes pueden converger en procesos biológicos similares y, al mismo tiempo, conservar mecanismos específicos.
Otro de los trabajos puso el foco en el envejecimiento. Los investigadores analizaron 1,3 millones de perfiles de expresión génica obtenidos de los cerebros de 284 personas neurotípicas, desde la infancia hasta la edad adulta tardía. Así pudieron observar cómo la actividad de los genes de las células cerebrales se modifica a lo largo de la vida.
Los cambios identificados se relacionaron con el desarrollo temprano del cerebro, períodos de mayor estabilidad y posteriores modificaciones en la composición celular. También observaron una nueva etapa de reprogramación celular a partir de los 65 años, junto con señales relacionadas con la resiliencia neuronal en etapas tempranas y una mayor vulnerabilidad durante la vejez.
La genética también aparece como una pieza central de este mapa. Al combinar información genética con datos obtenidos de células individuales, los investigadores pudieron relacionar variantes hereditarias asociadas al riesgo de determinadas enfermedades con cambios específicos en genes, tipos celulares y vías biológicas.
En el caso del Alzheimer, los análisis de más de seis millones de núcleos permitieron identificar poblaciones celulares y mecanismos moleculares asociados con características clínicas como el deterioro cognitivo y la depresión. Otros de los trabajos mostraron, además, una importante diversidad biológica entre las personas con la enfermedad.
Esa variabilidad podría ser relevante para el desarrollo futuro de tratamientos más personalizados. Uno de los estudios propone un modelo de genómica funcional capaz de analizar redes moleculares específicas de cada individuo y detectar vías vinculadas con la neurodegeneración a nivel de célula única.
Por ahora, se trata principalmente de una herramienta de investigación y no de un método disponible para diagnosticar o tratar pacientes. Sin embargo, los autores esperan que este nivel de detalle permita identificar nuevas dianas terapéuticas y comprender por qué una misma enfermedad puede evolucionar de manera diferente entre personas.
Los datos generados serán de acceso abierto para la comunidad científica. El objetivo final del programa es ampliar la base hasta alcanzar información de 10.000 personas, lo que permitiría profundizar todavía más en las diferencias individuales y en los mecanismos celulares relacionados con las enfermedades cerebrales.
Fuente: EFE.