El primer atlas del cerebro de un ratón ayudará a entender las enfermedades neurológicas

 

La investigación neurológica acaba de producir un avance de los que hacen historia al caracterizar por primera vez y de forma completa el cerebro de un mamífero, en este caso un ratón, lo que facilitará tanto la mejor comprensión del humano como el tratamiento de las enfermedades que le afectan.

La revista científica Nature dedica este miércoles un número especial a este hallazgo, diseminado en una decena de publicaciones científicas financiadas a través de la iniciativa ‘Brain’ que lleva años intentado mapear el cerebro de varias especies para avanzar en el conocimiento del humano.

Los investigadores han logrado un atlas completo del cerebro del ratón, describiendo su estructura y organización, todos los tipos de células que hay en él, sus funciones a nivel individual y en los circuitos neuronales, así como el papel potencial de cada una de estas estructuras cerebrales en las enfermedades.

«Nuestra cartografía del sistema nervioso del ratón es la culminación de una década de trabajo, en la que hemos desarrollado la tecnología para obtener el conjunto más grande de datos unicelulares y espaciales jamás generado del cerebro de un mamífero«, señala a EFE Evan Moscoso, uno de los autores perteneciente al Instituto Broad, de las universidades de Harvard y MIT.

«Se trata de todo el cerebro, algo que no se había logrado antes», agrega.

Qué falla en las enfermedades cerebrales

Aunque todas las células de un individuo comparten el mismo ADN, hay miles de tipos de células diferentes en el cerebro humano, y cada tipo cuenta con una estructura y función únicas.

Uno de los retos de la neurociencia era determinar cómo se activan y desactivan los genes para formar ese mosaico de tipos celulares existentes en el cerebro.

Ahora, los investigadores han logrado medir la actividad de todos los genes que integran el genoma de cada célula del cerebro de ratón, y asignar a cada una de esas células su ubicación y misión.

Uno de los estudios indica que, en el rastreo de esa actividad genética, vieron que había genes que se activaban en distintos tipos de células pero de formas diferentes, «como quien enciende o apaga una luz con dos interruptores distintos».

Bing Ren, uno de los autores, en la Universidad de California en San Diego resume así el hallazgo: «Hemos traducido el lenguaje con el que se comunican las células cerebrales para averiguar dónde están activos los genes que influyen en las enfermedades neuronales«.

«Comprender los elementos reguladores en estos tipos celulares y su desarrollo es fundamental para entender trastornos del neurodesarrollo, como el autismo o la esquizofrenia», afirma Hanqing Liu, otra de las autoras asociada al Instituto Salk de Estudios Biológicos en la Universidad de California en La Jolla en un comunicado

Los investigadores coinciden en que estos estudios allanan el camino para lograr este tipo de datos en el cerebro humano.

Qué células contiene cada área cerebral

Además de catalogar cada tipo celular, los investigadores han resuelto qué áreas del cerebro contienen qué tipos de células, lo que ha dado lugar a hallazgos reveladores.

Uno de esos descubrimientos es que el tronco encefálico o el mesencéfalo (una región pequeña situada sobre ese tronco) poseen muchos más tipos celulares que la corteza cerebral (de un tamaño mucho más grande), lo que sugiere que estas partes más pequeñas del cerebro pueden haber evolucionado para desempeñar más funciones.

El mapeo de cuál es la posición de cada tipo de neurona se ha llevado a cabo mediante una tecnología conocida como trascriptómica espacial, que proporciona una elevadísima resolución microscópica que permite asignar a cada tipo de célula su ubicación, y que fue inventada por una de investigadoras participantes en uno de los estudios, Xioaowei Zhuang, de Harvard.

La cartografía del cerebro del ratón, el mamífero al que más recurre la neurociencia, está disponible al público a través de una web (BrainCellData.com), en la que gracias a la inteligencia artificial se pueden buscar contenidos concretos a modo del ChatGPT.

Rafael Yuste, director del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Columbia, opina que esta remesa de hallazgos es «impresionante», constituye «ciencia a gran escala», y le recuerda al «proyecto del genoma humano«, según una valoración recogida por la plataforma Science Media Centre España.

Desde su puesta en marcha en 2014, El Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos (NIH) ha destinado más de 3.000 millones de dólares a la iniciativa BRAIN (nombre del cerebro en inglés y siglas, en este mismo idioma, de Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) que tiene como objetivo financiar el desarrollo de tecnologías transformadoras y aplicarlas a la ciencia del cerebro.