Crean un atlas cerebral basado en 6,32 millones de núcleos celulares Otras opciones: - Presentan un atlas del cerebro a partir de 6,32 millones de núcleos celulares - Publican un atlas cerebral construido con datos de 6,32 millones de núcleos celular

Investigadores crearon uno de los mayores atlas moleculares del cerebro humano, analizando 6 320 459 núcleos celulares de la corteza prefrontal de 1 494 donantes. El atlas permitió comparar la actividad génica en la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, las demencias, la esquizofrenia y otras enfermedades y mostró qué cambios comparten las células cerebrales entre distintos diagnósticos.

El trabajo abarca la corteza prefrontal dorsolateral, que participa en la toma de decisiones, el control del comportamiento, el pensamiento y la regulación emocional. Por eso los investigadores no estudiaron todo el cerebro, sino una región concreta que está afectada tanto por enfermedades neurodegenerativas como por trastornos psiquiátricos.

Para el análisis se utilizaron tejido cerebral congelado y la secuenciación de ARN de núcleos individuales. El método muestra qué genes estuvieron activos en cada célula antes de la muerte del donante. En lugar de una señal promediada de un gran fragmento de tejido, los investigadores obtuvieron millones de perfiles individuales y pudieron ver diferencias entre neuronas, células del sistema inmunitario cerebral, células vasculares y otros tipos.

Tras el control de calidad, el conjunto final incluyó 6 320 459 núcleos. Los investigadores los dividieron en ocho clases principales, 27 subclases y 65 tipos celulares más específicos. Las neuronas representaron el 38,4% de los núcleos analizados, y otro 36,1% correspondió a oligodendrocitos, células que forman la vaina aislante alrededor de las fibras nerviosas.

Las muestras procedieron de personas desde el nacimiento hasta los 108 años. Para la comparación principal de enfermedades, los investigadores seleccionaron por separado a 1 160 donantes mayores de 17 años con un número mínimo de diagnósticos concomitantes. El análisis abarcó la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad difusa por cuerpos de Lewy, la demencia vascular, la taupatía, la demencia frontotemporal, la esquizofrenia y el trastorno bipolar. Como grupo de referencia se utilizaron los datos de 319 personas sin enfermedades neurológicas ni psiquiátricas detectadas.

La comparación mostró que distintas enfermedades alteran la actividad celular no de forma completamente independiente unas de otras. Los cambios comunes afectaron, en particular, al procesamiento del ARN mensajero y al transporte intracelular de proteínas. Cuando los investigadores separaron esas señales universales de las más específicas, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la demencia vascular y la enfermedad por cuerpos de Lewy resultaron especialmente similares por sus rasgos genéticos y sus perfiles de actividad génica.

Un análisis independiente de la enfermedad de Alzheimer mostró una notable reorganización de la composición celular a medida que aumentaba la patología. En los donantes con manifestaciones más graves de la enfermedad, la proporción de neuronas disminuía y aumentaba la de células inmunitarias y celulares vasculares. El resultado indica que la progresión de la enfermedad está relacionada no solo con el daño a las neuronas, sino también con cambios en el entorno inmunitario y en el sistema vascular del cerebro.

Los investigadores también encontraron una asociación entre los síntomas neuropsiquiátricos de la enfermedad de Alzheimer y las neuronas excitatorias de las capas profundas de la corteza. Cuando estaban presentes esos síntomas, la proporción de algunas células de ese tipo era mayor. Los autores consideran la observación como una asociación: los datos no prueban que el aumento de ese tipo de neuronas cause directamente cambios en el ánimo o en el comportamiento.

La modelización de las distintas etapas de la enfermedad de Alzheimer reveló otra diferencia. En las fases más tempranas se manifestaban con mayor intensidad los cambios relacionados con procesos inmunitarios, mientras que en las etapas avanzadas aumentaba el papel de las alteraciones en las células vinculadas al suministro de sangre y a la interacción de los vasos con el tejido nervioso. Ese resultado ayuda a separar procesos moleculares que antes podían parecer una sola imagen de la enfermedad.

El gran tamaño de la muestra permitió también evaluar las diferencias naturales entre personas. En promedio, alrededor de la mitad de las variaciones en la actividad génica se explicaron por el tipo celular, y las diferencias entre donantes individuales aportaron aproximadamente otro 7,5%. La edad, el sexo, el origen, el diagnóstico y la mayoría de los factores técnicos por separado explicaron una proporción mucho menor de la variabilidad total. Por eso los autores subrayan que es especialmente importante buscar señales de enfermedad dentro de tipos celulares concretos y no en tejido cerebral promediado.

El atlas no demuestra las causas de las enfermedades y se basa en muestras póstumas de una sola región cerebral. La asociación de ciertos estados celulares con el diagnóstico o la gravedad de la enfermedad por sí sola no significa que el proceso observado desencadene la enfermedad. El valor principal del conjunto reside en otra cosa: se pueden comparar millones de perfiles celulares entre diagnósticos para buscar procesos moleculares que aparecen solo en una enfermedad concreta o, por el contrario, que se repiten en varios trastornos.