El primer mapa del cerebro en formación, un paso para entender el origen de las afecciones neurológicas

El cerebro contiene miles de tipos de células que se forman por complejos procesos. Un consorcio internacional ha presentado los primeros borradores de atlas del cerebro en desarrollo, lo que ofrece información sobre los orígenes de ciertas afecciones neurológicas y psiquiátricas.

La Red del Atlas Celular de la Iniciativa BRAIN (BICAN) publica en las revistas del grupo Nature una docena de artículos sobre los mapas más detallados, hasta el momento, de cómo se forma ese órgano en sus primeras etapas y los períodos críticos en humanos, otros primates y ratones.

En los seres humanos, la fase temprana del desarrollo cerebral es excepcionalmente larga, por lo que comprender esta fase crítica en la que pueden surgir problemas es esencial para esclarecer nuestra comprensión y el tratamiento de los trastornos cerebrales.

Un conocimiento fundamental

Al comprender cuándo y dónde se activan los genes críticos durante el desarrollo, se puede empezar a descubrir cómo las alteraciones en ese proceso pueden provocar trastornos como el autismo o la esquizofrenia.

Es “un conocimiento fundamental que abre la puerta a mejores diagnósticos y tratamientos específicos”, según Hongkui Zeng, del Instituto Allen (EE.UU.) y uno de los autores de varios de los estudios.

Los investigadores de BICAN han usado herramientas genéticas y computacionales avanzadas para rastrear cómo las células madre se convierten en neuronas y células gliales (con un papel esencial en el mantenimiento, soporte y protección de las neuronas).

Además, han estudiado cómo se regula la actividad genética durante el desarrollo y cómo las experiencias sensoriales y los factores ambientales influyen en la identidad de las células cerebrales.

La recopilación, indica Nature, ayuda a sentar las bases para crear atlas cerebrales completos del desarrollo, lo que puede servir para determinar cuándo y dónde se originan afecciones como el autismo y la esquizofrenia, mejorar el diseño de organoides y modelos animales o servir de base para estrategias de terapias específicas.

Nuevas características

Los artículos revelan nuevas características de los tipos de células durante el desarrollo temprano del cerebro y comienzan a arrojar luz sobre los factores ambientales, incluidos los estímulos sensoriales y el comportamiento social, que afectan a su desarrollo.

Contienen, además, descubrimientos como que los tipos de células surgen en oleadas superpuestas, no en etapas fijas, y que algunos procesos de desarrollo pueden reactivarse en la edad adulta o en caso de enfermedad.

Además, se identifica una célula progenitora humana que podría estar relacionada con el glioblastoma, un tipo de cáncer, y con periodos de tiempo específicos en los que se concentran los riesgos genéticos de trastornos psiquiátricos.

La red BICAN, creada en 2022 como parte de la Iniciativa de Investigación Cerebral mediante el Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN) lanzada por el entonces presidente estadounidense Barack Obama en 2013, tiene como objetivo ofrecer una imagen completa del desarrollo cerebral. 

Entre los estudios, uno realizado en ratones se centra en un tipo de neuronas que calman la actividad excesiva y ayudan a que las diferentes regiones se comuniquen con fluidez y de las que se ha realizado el árbol genealógico más completo.

Uno de los hallazgos más sorprendentes, indican sus autores, es que estas células recorren largas distancias desde el lugar donde nacen hasta el lugar donde terminan, a veces cruzando regiones cerebrales enteras.

Algunas siguen desarrollándose mucho tiempo después de su nacimiento, por lo que podría haber un margen más amplio de lo que se pensaba para intervenir y ayudar al cerebro a reconfigurarse, especialmente en el caso de los niños con problemas de desarrollo.

Otro de los estudios señala que un grupo de neuronas que se creía exclusivas de los primates se pueden encontrar en múltiples órdenes de mamíferos, como los roedores, dijo a EFE el español Miguel Turrero García, que participó en el estudio durante su estancia en la Universidad de California.

La idea subyacente es que la evolución de las clases neuronales “seguramente no haya sucedido a saltos, con nuevos tipos de células apareciendo de repente para dar una tremenda ventaja evolutiva a un grupo concreto de animales”.

Esa evolución se había dado “poco a poco, a medida que las características de las clases de neuronas ancestrales se han ido refinando”, manifestó Turrero, que acaba de empezar su propio grupo de investigación en la Universidad Tecnológica de Texas (EE.UU).

 Otra investigación en ratones sobre los tipos de células en la corteza visual indica que estas no terminan de desarrollarse antes del nacimiento, sino que siguen formándose hasta bien entrada la juventud del animal, especialmente en momentos clave como cuando abre los ojos por primera vez.

Este hallazgo sugiere que las experiencias posteriores al nacimiento, como ver, oír o interactuar con el mundo, pueden influir en el desarrollo del cerebro mucho más de lo que pensábamos y que los trastornos del desarrollo podrían seguir siendo tratables después del nacimiento, durante estos periodos críticos, explicó el Instituto Allen.