Para que todas nuestras células compartan el mismo ADN, existen miles de tipos de células diferentes en el cerebro humano, con estructura y función únicas. Una escuela de neurociencia está determinando cómo activar y desactivar genes para formar el mosaico de diferentes tipos de células dentro del cerebro.
Ya son 10 los estudios publicados en la revista “Nature” que nos han permitido resolver el misterio de presentar el mapa más completo y detallado de los tipos de células presentes en el cerebro de la rata. Los hallazgos proporcionan información sobre la estructura y organización del cerebro, así como sobre la función de las células cerebrales individuales y los circuitos neuronales. El trabajo, realizado por la Red de Censos Celulares de la Iniciativa BRAIN (BICCN), propone una herramienta Continuar la investigación sobre el desarrollo y la evolución del cerebro de los mamíferos, incluida la organización de diferentes tipos de células que pueden contribuir al trauma neurológico humano.
El resultado es la experiencia de 6 años y el análisis de 32 millones de células gracias al empleo de tecnologías avanzadas y que permitió identificar más de 5.300 tipos de células (muchas más de las que se conocían hasta ahora) y mostrar sus ubicaciones dentro la geografía intrínseca del cerebro. Según Hongkui Zeng, director del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro, tener una “lista de partes” completa del cerebro ayudará a acelerar los resultados para que entre en funcionamiento.
Este mapa completo de los tipos de células en el cerebro de un mamífero puede revelar “que no sólo existe actividad genética de las células individuales, sino también su ubicación dentro de los tejidos y organismos”, comenta Evan Macosko del Broad Institute.
El trabajo colectivo es la piedra angular de la Red de Censo Celular de la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, o BICCN. Los científicos investigadores contribuyeron al proyecto, que fue financiado por la iniciativa BRAIN.
A principios de este año, los científicos del BICCN publicaron un atlas del cerebro humano, el primero de su tipo, que identificó la mayor cantidad de tipos de células cerebrales. El nuevo atlas del cerebro de rata complementa este trabajo y lo amplifica para realizar comparaciones entre cerebros de diferentes especies.
Para Rafael Yuste, director del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Columbia en Nueva York (EEUU), presidente de la Fundación NeuroRights e impulsor del proyecto BRAIN, esta remesa de artículos “es otra de las primeras salvas del que será un torrente de estudios en la próxima década que clasifican, utilizando técnicas de transcripción, todo tipo de teléfonos móviles corporales. ¿Por qué son importantes para los tipos de teléfonos móviles? El cuerpo es una máquina biológica muy completa, formada por células de muchos tipos. Alguien crítico podría decir, sin razón, que no entendemos cómo funciona un organismo del cuerpo hasta que nos separamos de los tipos de células que lo componen.
Cortes de las principales regiones conocidas del cerebro de rata, mostradas en diferentes colores como referencia.
En declaraciones al Science Media Center, usted dijo que lo más novedoso de estos trabajos, “es que no sólo se mapea el tipo de células cerebrales, sino que es la primera vez que se establece la posición de cada tipo de neurona”. . Es lo que llamamos “transcriptómica espacial”, utilizando nuevas técnicas de microscopía que permiten realizar un análisis transcriptómico de las posiciones determinadas en los cursos histológicos.
En el artículo elaborado por el equipo de Zeng, se describe cómo crear el mapa de alta resolución, a partir de una combinación de seguridad de ARN unicelular en el otro lado. 4 millones de células y datos transcriptómicos. espacios de más de 4,3 millones de células.
Los resultados revelan las características únicas de la organización del tipo de teléfono en diferentes regiones del cerebro.
Al combinar la seguridad del ARN unicelular con la transcripción espacial (métodos para determinar qué genes se expresan en células individuales y dónde se encuentran con esas células), las investigaciones revelan la complejidad y diversidad del cerebro.
Una de las principales revelaciones del atlas es la profunda conexión entre la identidad genética de una célula y su posición espacial, afirma Zeng. Esta relación es parte de la función de las formas de ubicación, y ofrece pistas sobre la historia evolutiva y las interacciones intrínsecas de diferentes regiones del cerebro.
“Llegamos a los componentes básicos de los circuitos cerebrales -asegura-. La organización del cerebro probablemente refleja su historia evolutiva”.
En otros artículos, compare la regulación genética del principal impulsor de humanos, macacos, titíes y ratones y los investigadores han conservado rasgos en estos mamíferos en variantes genéticas relacionadas con enfermedades como la esclerosis múltiple, la anorexia nerviosa y la adicción al tabaco.
Esto demuestra el valor de los mapas cerebrales para identificar variantes genéticas que contribuyen a enfermedades neurológicas, escribieron los investigadores.
Otros artículos identifican características genéticas específicas de las células que influyen en funciones celulares especializadas o exploran tipos de células en diferentes partes del cerebro en busca de conexiones.
En el futuro, los investigadores creen que el atlas puede servir como modelo para mapas similares a los cerebros de otras especies, concretamente de la humanidad, un trabajo que está en marcha.
Estudiar el cerebro de esta manera podría ayudarnos a descubrir nuevos estudios terapéuticos para determinadas enfermedades encerradas
Bing Ren
Universidad de California-San Diego
La encuesta también ofrece una guía para seleccionar genéticamente tipos de células específicas, permitiendo herramientas para estudiar funciones y actividades específicas. “Esto podría tomar el camino de los tratamientos de precisión.“Dijo Zeng.
“Sabemos que muchas infecciones provienen de partes específicas del cerebro y probablemente de tipos de células específicas -explica el investigador-. Con este mapa, podemos obtener una visión más precisa de la disfunción de la enfermedad y luego diseñar herramientas genéticas o farmacéuticas para llegar a estos tipos de células específicas, con el fin de registrar una mayor eficacia y efectos secundarios mínimos.
“Este trabajo nos ayuda a establecer una comprensión básica del cerebro a nivel celular”, dice Bing Ren, de la Universidad de California-San Diego, y uno de los autores del estudio. “Esto nos permite hacer comparaciones entre nuestra línea de base y nuestro cerebro con agentes neurológicos y psiquiátricos. Estudiar el cerebro de esta forma podría ayudarnos a descubrir nuevos estudios terapéuticos para determinadas enfermedades.
“El cerebro no es homogéneo y las enfermedades no afectan a todas las partes del cerebro por igual -explica Ren-. Los datos de esta encuesta y de la iniciativa BRAIN en su conjunto nos ayudan a comprender mejor qué tipos de células se ven afectados por enfermedades específicas. “Esperamos que este sea el camino hacia las terapias y pautas más precisas que puedan curar las células atrapadas sin afectar el resto del cerebro”.
Tú decides, declaró Ren, Al escuchar el lenguaje de las células cerebrales, podemos descubrir qué funciona mal en las enfermedades cerebrales.
“Al mapear el cerebro de la rata, el principal sistema de los mamíferos utilizado en neurociencia, hemos proporcionado clasificaciones moleculares, funcionales y anatómicas que proporcionan una base clave para mapear el cerebro humano, que está ahí y viene continuamente”, dice Macosko.
Concluyes que este dato no es el final “si es el comienzo del camino”. Reconoce que el trabajo tiene limitaciones, “es una imagen precisa de qué genes están activos en un momento dado y que nuestros pensamientos no serán importantes”. De todos modos, además, “esta respuesta a los artículos me la informaron en el Proyecto Genoma Humano, que implicó revisar estudios científicos con artículos confirmados por décadas de científicos asegurando el genoma, pero con más precisión y más especies. Es Gran cienciaciencia a nivel industrial, como la física de partículas. Santiago Cajal y Rafael Lorente de No deben de estar felices hoy”.