Un nuevo estudio del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro ha escrito la "lista de partes" más detallada del cerebro humano hasta la fecha. Esta categorización de nuestros tipos de células cerebrales sienta las bases para mejorar nuestra comprensión de nuestros propios cerebros y cambiar drásticamentecómo tratamos las enfermedades y trastornos del cerebro humano.
El estudio, publicado hoy en la revista Naturaleza , captura por primera vez una comparación de resolución ultra alta entre los tipos de células cerebrales humanas y de ratón, que muestra que la mayoría de nuestras células cerebrales tienen una contraparte en el cerebro del ratón, contrapartidas que se han mantenido durante aproximadamente 75 millones de años dedistancia evolutiva. Los investigadores estudiaron los genes activados en una región del cerebro humano, célula por célula, para conocer nuestras similitudes y diferencias en comparación con los ratones.
"Así como podemos usar nuestros genes para construir nuestros árboles genealógicos o encontrar parientes perdidos hace mucho tiempo con servicios como ancestry.com o 23andme, estamos dejando que los genes nos cuenten la historia de nuestros cerebros y su evolución", dijo EdLein, Ph.D., investigador del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro, una división del Instituto Allen, y autor principal del estudio. "Y de la misma manera que la policía pudo usar información en esas bases de datos genéticas para rastrearGolden State Killer, esta nueva vista de alta resolución de nuestros cerebros proporciona una línea de base para encontrar las células que salen mal en la enfermedad ".
La nueva comparación entre los tipos de células cerebrales de ratones y humanos abre las puertas para que los científicos extrapolen el conocimiento adquirido durante décadas de investigación en neurociencia de roedores a nuestros propios cerebros. La alineación del tipo de células también destaca las diferencias clave entre nosotros y los roedores que podrían explicar por qué tantoslas drogas psiquiátricas desarrolladas en estudios con ratones no funcionan en humanos.
"La lista de partes del cerebro humano es clave. Esa lista nos permite comprender qué es diferente entre ratones y seres humanos y qué es similar. El impacto final de esta comprensión será mejores tratamientos para enfermedades mentales", dijo Joshua Gordon, MD, Ph.D., Director del Instituto Nacional de Salud Mental. "El objetivo final será desarrollar la lista completa de partes de todo el cerebro humano. Es un objetivo enormemente ambicioso, pero este documento nos muestra que es una tarea factible."
los receptores de serotonina, las proteínas que permiten que nuestras neuronas reaccionen al neurotransmisor serotonina y que desempeñan un papel protagónico en el apetito, el estado de ánimo, la memoria, el sueño y muchas otras funciones cerebrales importantes, se alteran enormemente entre las células cerebrales de ratón y humano, según el estudioLos ratones y nosotros tenemos estas proteínas, pero se usan en otros tipos de neuronas en ratones que en nosotros. Esos cambios podrían explicar por qué ha sido tan difícil para los investigadores clínicos desarrollar nuevas terapias para la depresión y otros trastornos relacionados con la serotonina:Un medicamento que actúa sobre un receptor de serotonina podría afectar a un ratón de manera muy diferente de lo que lo haríamos nosotros.
¿Somos más complejos que un mouse?
De alguna manera, el hallazgo de que los 75 tipos de células cerebrales humanas identificadas en el estudio tienen una coincidencia floja en el cerebro del ratón es similar a la revelación del Proyecto Genoma Humano hace casi 20 años de que los humanos y los ratones tienen casi la misma cantidad de genes.
"Muchas personas supondrían que el cerebro humano es más complejo que el cerebro del ratón", dijo Lein. "Es algo sorprendente que al menos en términos de diversidad celular, ese no parece ser el caso. Pero ahoraque tenemos una manera de hacer una verdadera comparación de manzanas con manzanas, comenzamos a ver muchas diferencias en cómo se usan los genes, cómo se ven las células y las proporciones de los diferentes tipos de células en el cerebro ".
Los investigadores utilizaron la expresión génica, los genes que se activan en una célula determinada, para separar casi 16,000 células del giro temporal medial humano, una parte del lóbulo temporal del cerebro. El estudio se basó en tejido post mortem depersonas que habían donado sus cerebros a la ciencia y tejidos donados de pacientes con epilepsia que habían sido sometidos a cirugía cerebral. Los investigadores del Instituto Allen ahora están trabajando en estudios de tipos de células cerebrales que abarcan más áreas del cerebro.
Un estudio similar del Instituto Allen publicado el año pasado proporcionó un conjunto de datos de células de ratón para comparar, revelando que si bien nuestros cerebros y nuestras células cerebrales pueden verse y actuar de manera diferente a las del ratón, a nivel de su expresión génica, la línea de tipos de célulasarriba entre las dos especies.
Si suena confuso que nuestras células cerebrales pueden ser las mismas pero diferentes, piense en la diversidad de extremidades de mamíferos. Los mismos genes se utilizan para construir nuestra mano, un ala de murciélago y una aleta de ballena, pero estas estructuras se ven y funcionande maneras muy distintas: además del hallazgo del receptor de serotonina, el estudio reveló grandes cambios en la expresión génica que se relacionan con la forma en que se conectan las neuronas, lo que significa que nuestros circuitos cerebrales pueden ser muy diferentes a los del ratón.
"La conclusión es que hay grandes similitudes y diferencias entre nuestro cerebro y el del ratón", Christof Koch, Ph.D., Científico Jefe y Presidente del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro y uno de los autores del estudio ".Uno de ellos nos dice que hay una gran continuidad evolutiva, y el otro nos dice que somos únicos. Si quieres curar las enfermedades del cerebro humano, tienes que entender la singularidad del cerebro humano ".
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Materiales proporcionado por Instituto Allen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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