Publican el mapa detallado de la 'estación central' del cerebro donde aparecen el párkinson y otras enfermedades

Algunas enfermedades neurodegenerativas como el párkinson y trastornos como la bipolaridad tienen su origen en las profundidades del cerebro, en una región conocida como los ganglios basales. Esta zona central del encéfalo alberga varios núcleos de neuronas que participan en la ejecución de los movimientos. Si estas se dañan, empiezan los problemas como la rigidez, los movimientos compulsivos y algunas alteraciones cognitivas y psiquiátricas.

Un consorcio global de más de 50 instituciones y cientos de científicos presenta este jueves en la revista Cell el atlas celular multiespecie más detallado y exhaustivo de los ganglios basales realizado hasta la fecha. En un esfuerzo masivo y colaborativo, docenas de laboratorios de nueve países han trabajado juntos para elaborar una biblioteca de tipos celulares de esta región del cerebro, con el objetivo de comprender mejor cuál es su papel en distintas enfermedades neurodegenerativas y trastornos mentales.

“Este área del cerebro es una especie de estación central para las enfermedades en ambos dominios”, asegura Evan Macosko, investigador del Instituto Broad y uno de los coordinadores del estudio. “Realmente necesitamos tener una comprensión clara y profunda de cómo funcionan estas diferentes áreas cerebrales si vamos a intentar repararlas. Nuestra esperanza es que este mapa básico que hemos diseñado sea esa plantilla sobre la cual muchos neurocientíficos puedan construir y les ayude a comprender esta estructura tan compleja e importante”.

Un inventario de millones de células

Para vencer el desconocimiento de las enfermedades cerebrales en general, el consorcio ha utilizado avanzadas tecnologías de perfilado molecular unicelular que miden la expresión genética de células individuales. En concreto, los investigadores han analizado 21 millones de células a partir de cerebros de humanos y unos 4,5 millones de células de macacos y titíes. El trabajo, que se publica en un paquete de 26 estudios en la familia de revistas de Cell Press, es el primer gran resultado de la Red de Mapas Celulares de la Iniciativa BRAIN (BICAN), que trabaja para producir un atlas de todos los tipos celulares de todo el cerebro humano.

Entre las revelaciones más destacadas del consorcio figura el descubrimiento de un tipo celular inédito, denominado STR D2 SMYD2-HTR7, que concentra las señales de riesgo genético asociadas a la esquizofrenia y el trastorno bipolar, lo que permite acotar el origen de estas complejas patologías a una población neuronal muy específica. De forma paralela, en el ámbito del neurodesarrollo, científicos de la Universidad de California, en San Francisco, Estados Unidos, identificaron alteraciones genéticas clave en grupos celulares concretos de los ganglios basales que intervienen en el autismo, sentando las bases para abordar el trastorno desde una perspectiva molecular más precisa.

En el frente de la medicina aplicable, la investigación ha permitido diseñar una terapia génica de última generación contra el párkinson que reduce los temblores característicos en modelos animales con mayor eficacia, menor invasividad y superior capacidad de escalado que las alternativas actuales. A esto se suma el hallazgo del Instituto Broad sobre cómo la expresión génica varía de manera coordinada con el paso del tiempo, lo que hace posible predecir la edad de una persona a través de sus células cerebrales y establece la piedra angular para futuros “relojes biológicos” del envejecimiento.

“El sueño de Cajal”

Para el neurocientífico español Javier de Felipe, del Instituto Cajal-CSIC, el trabajo aporta un valioso mapa de la diversidad celular cerebral, con los ganglios basales como primera demostración de una estrategia extensible al resto del cerebro. Sin embargo, ofrece una descripción de las poblaciones celulares más que una explicación de su función y la caracterización molecular es detallada, mientras que la validación morfológica y fisiológica es más limitada y desigual. “Para reforzar sus conclusiones, queda por establecer hasta qué punto las poblaciones definidas presentan diferencias de conectividad y función” asegura a elDiario.es. “Esta limitación también exige cautela al interpretar su relevancia para el estudio de las enfermedades del cerebro”.

Rafel Yuste, ideólogo y líder de la iniciativa BRAIN durante sus inicios, recuerda que esta remesa de artículos es otro resultado del programa que empezó Obama en 2013 y que sigue su rumbo. “Los ganglios basales son una región compleja del cerebro, con un circuito neuronal endiablado que todavía se entiende poco, pero tienen una importancia vital en nuestro comportamiento”, asegura. “Mapear todos los tipos celulares del cerebro era el sueño de Cajal y hacerlo en el estriado es particularmente importante porque puede ayudar a comprender su función en personas sanas y su alteración en pacientes. Al fin y al cabo, si no entendemos cómo funciona la máquina, no podremos arreglarla cuando se estropee”.

Alberto Rábano, neuropatólogo de la Fundación CIEN, valora la gran capacidad organizativa de los autores para integrar y armonizar bases de datos moleculares de distintos centros, programas y también de diferentes especies y estadios de desarrollo. “En la base de un sistema de trabajo de la máxima sofisticación técnica, desde el punto de vista molecular, está la donación de tejido post mortem”, destaca. “El artículo deja bien claro que todo esto no sería posible sin el acto simple, generoso y muchas veces muy duro para todos los implicados, de la donación de tejido cerebral por parte de las familias”.