Para entender realmente cómo funciona el cerebro, los neurocientíficos necesitan saber cómo cada uno de los aproximadamente 1.000 tipos de células que se cree que existen en el cerebro hablan entre sí.
Por primera vez, se logró hacer los mapas que revelan la ubicación, función y apariencia de más de 1000 tipos de células que se encuentran en la corteza motora de ratones, monos tití y personas, según informan científicos de diferentes países en 17 estudios, que forman parte de la Iniciativa Brain, que aparecen en la revista especializada Nature.
Se espera que la investigación ayude a los investigadores a desarrollar mejores modelos animales de los trastornos que afectan al cerebro de los seres humanos, como las enfermedades de Parkinson y Alzheimer, las ataxias, la enfermedad de Huntington, la miastenia gravis y la esclerosis lateral amiotrófica.
Los hallazgos de los científicos también aportan pruebas de que algunas células que se cree que son vulnerables a estas enfermedades son diferentes en los humanos que en los animales. Consultado por Infobae, el doctor Ignacio Brusco, neurólogo, psiquiatra, investigador del Conicet, profesor y director del Centro de Alzheimer en el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires (UBA), destacó estos mapas más grandes del cerebro que se consiguieron ahora implican un enorme avance en las neurociencias y podrían significar beneficios para los pacientes en el futuro.
“Durante los últimos años en el caso de la enfermedad de Alzheimer se ha podido retrasar la evolución de los pacientes por un conjunto de medidas. Una de ellas es controlar la presión arterial, la diabetes, el colesterol y el sedentarismo. Hacer ejercicio aeróbico ayuda a retrasar el avance de la enfermedad”, resaltó el doctor Brusco. “Dormir bien cada noche también ayuda a ralentizar la evolución de la enfermedad de Alzheimer”, agregó. Pero aún quedan desafíos por delante.
“Cuando más se avance en catalogar al cerebro -como lo hace la Iniciativa Brain que se puso en marcha en 2013-, mejores serán los tratamientos en el futuro. Porque ha ocurrido que se han hecho investigaciones con terapias que funcionaban bien en animales que no tuvieron los mismos resultados en los seres humanos. También ha ocurrido que las drogas pueden producir efectos secundarios en los seres humanos que no se observaron en los animales”, explicó el doctor Brusco.
Por esos inconvenientes que se han encontrado en el pasado, el experto valoró el aporte de los estudios publicados en la revista Nature. Consideró que servirá para comparar a las diferentes especies y para entender áreas como las del lenguaje que no están en los cerebros de los animales.
En tanto, el médico neurólogo y ex presidente del Grupo de Investigación de Demencias de la Federación Mundial de Neurología, Raúl Arizaga, dijo a Infobae: “El atlas con mapas del cerebro es un avance impresionante para la anatomía y el funcionamiento del cerebro humano. Será clave para comprender mejor cómo se producen diferentes trastornos que afectan al cerebro y que aún no tiene cura. Sin dudas, la información aportada por la Iniciativa Brain ayudará desarrollar futuros tratamientos para diferentes demencias como la enfermedad de Alzheimer, y para otros trastornos como Parkinson, ataxias, y enfermedad de Huntington”.
Recientemente -recordó el doctor Arizaga- “se ha conseguido más evidencia sobre la importancia de prestar atención a la unidad neurovascular. Está formada por células endoteliales cerebrales que interactúan con pericitos, astrocitos, neuronas, células de la microglía y la matriz extracelular para dar lugar a la barrera hematoencefálica. Esta barrera funcional regula el intercambio molecular hacia dentro y fuera del cerebro”.
Los mapas ahora publicados sumarán detalles para comprender la complejidad del cerebro. “Para estos próximos años se necesitará también que se mejore la comunicación entre investigadores básicos e investigadores clínicos para que haya más investigación traslacional para el beneficio de los pacientes”, puntualizó Arizaga. “La gran mayoría de las enfermedades neurodegenerativas tienen aún un tratamiento que solo apunta al síntoma, pero no se ha conseguido encontrar terapias que elimine la causa del trastorno”, afirmó el médico.
John Ngai, el director de la iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud en Estados Unidos, una de las organizaciones que desempeñó un papel fundamental en la organización y financiación del proyecto, expresó que “para entender cómo van las cosas mal, tenemos que entender cuáles son los principios básicos para empezar”. Los mapas publicados son parte de la respuesta al problema.
También se valoró el modo en que se hicieron los mapas. El enorme esfuerzo de colaboración de equipos de investigación de muchos laboratorios e instituciones diferentes, representa “una nueva forma de hacer ciencia”, afirmó Ed Lein, investigador principal del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro de Seattle que forma parte del consorcio.
La iniciativa BRAIN se lanzó como un proyecto de 250 millones de dólares para crear una “lista de piezas” de cerebros humanos y animales. El primer paso fue realizar un inventario exhaustivo de los tipos de células del cerebro humano y animal, dijo Hongkui Zeng, director del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. “Para entender cómo funciona el sistema, primero hay que obtener una lista de piezas de ese sistema, ya sea un coche, un ordenador o un cerebro”, dice Zeng.
Así que los equipos de científicos clasificaron las células individuales estudiando sus genes, su forma, sus propiedades eléctricas y sus conexiones. El resultado fue una lista que incluía 14 categorías principales de células y más de 100 tipos diferentes. El siguiente paso fue crear un mapa para cada especie, mostrando dónde se encuentran estas partes en la corteza motora. En última instancia, el proyecto pretende trazar un mapa de todo el cerebro.
“Generar un mapa de la corteza motora es realmente el primer paso hacia ese objetivo”, afirma Zeng. Un mapa completo ayudará a los científicos a entender cómo las células de las distintas áreas del cerebro “trabajan juntas para llevar a cabo una función o comportamiento concreto, como mover el brazo”, afirmó Zeng.
El proyecto ya ha mostrado algunas de las innovaciones que los científicos necesitarán para alcanzar ese objetivo. Una de ellas consiste en encontrar una forma de estudiar el tejido cerebral humano que aún está vivo. Varios laboratorios del consorcio se pusieron de acuerdo con los hospitales locales para obtener tejido cerebral sano extirpado por los cirujanos con el fin de llegar a un tumor u otra zona enferma.
“Se trata de tejido bastante sano que puede utilizarse en experimentos en vivo para comprender las propiedades de las células”, afirma Lein. Al transportar rápidamente el tejido cerebral del quirófano al laboratorio, los científicos pudieron comparar las células cerebrales humanas vivas con las células vivas de monos y ratones. En general, las células son notablemente similares. “Sin embargo, cuando se llega a los niveles más finos, se empiezan a ver algunas diferencias”, aclaró. Por ejemplo, los ratones tienen muy pocas células cerebrales en la corteza motora capaces de establecer conexiones a larga distancia.
Otro hallazgo fue que los humanos tienen una versión diferente de una enorme neurona que degenera en la enfermedad de Lou Gehrig, o esclerosis lateral amiotrófica. “Estos descubrimientos fueron el resultado directo de que tantos científicos se pusieran de acuerdo para trabajar juntos y compartir sus descubrimientos”, subrayó Lein, en lugar de guardar la investigación para sí mismos hasta que se publique.
