Utilizando tecnología desarrollada por Harvard, los científicos del Centro Médico de Diáconos Beth Israel BIDMC han catalogado más de 20,000 células cerebrales en una región del hipotálamo de ratón. El estudio, publicado en Neurociencia de la naturaleza reveló unos 50 tipos de células distintas, incluido un tipo de neurona no descrito previamente que puede ser la base del riesgo genético de la obesidad humana. Este catálogo de tipos de células marca la primera vez que los neurocientíficos han establecido una "lista de partes" integral para esta área deel cerebro. La nueva información permitirá a los investigadores establecer qué células juegan qué papel en esta región del cerebro.
"Muchas funciones ya han sido asignadas a grandes regiones del cerebro; por ejemplo, sabemos que el hipocampo es importante para la memoria, y sabemos que el hipotálamo es responsable de funciones básicas como comer y beber", dijo el autor principalJohn N. Campbell, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio del co-autor correspondiente, Bradford Lowell, MD, PhD. "Pero no sabemos qué tipos de células dentro de esas regiones son responsables. Ahora con los saltos que hemos tenidoen tecnología, podemos perfilar todos los genes en decenas de miles de células individuales simultáneamente y comenzar a evaluar esos tipos de células una por una para determinar sus funciones funcionales ". Cada célula en el cuerpo de un animal lleva la misma información genética. Las células adquieren especificidadroles mediante la expresión de algunos genes y silenciar otros. La tecnología Drop-Seq, desarrollada por los coautores del estudio Steven McCarroll, PhD, y Evan Macosko, MD, PhD, ambos genetistas de la Facultad de Medicina de Harvard, hace posible evaluar cada gen expresadopor individuAl células.El proceso automatizado significa que los investigadores de BIDMC podrían perfilar decenas de miles de células en la misma cantidad de tiempo que una vez se necesitó para perfilar a mano una docena de células.
Campbell y sus colegas describieron más de 20,000 células cerebrales de ratón adultas en el hipotálamo arqueado Arc y la eminencia media adyacente EM, una región del cerebro que controla el apetito y otras funciones vitales. Los perfiles de expresión génica de las células ayudanlos científicos determinan sus funciones.
Además de identificar 50 nuevos tipos de células, los investigadores también perfilaron los tipos de células en ratones adultos bajo diferentes condiciones de alimentación: comer a voluntad, dieta alta en grasas excedente de energía y ayuno nocturno déficit de energía. La tecnología permitiólos investigadores evaluarán cómo los cambios en el estado de energía afectaron la expresión génica. Los tipos de células y genes que eran sensibles a estos cambios en el estado de energía proporcionan una serie de nuevos objetivos para el tratamiento de la obesidad.
"A veces, la verdadera identidad de una célula no sale hasta que la sometes a un cierto estrés", dijo el coautor correspondiente, Linus Tsai, MD, PhD, profesor asistente de medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismoen BIDMC. "En condiciones de ayuno, por ejemplo, podemos ver si existe una mayor diversidad dentro de los tipos de células en función de cómo responden a estados fisiológicos importantes". Finalmente, los científicos analizaron estudios previos de asociación de todo el genoma humano GWAS querevelaron variantes genéticas relacionadas con la obesidad. Observando qué tipos de células cerebrales expresan tales genes relacionados con la obesidad, los investigadores implicaron a dos nuevos tipos de neuronas en el control genético del peso corporal.
Campbell y sus colegas han publicado su conjunto de datos masivos en línea, poniéndolo a disposición de los investigadores de todo el mundo. La información de código abierto debería acelerar el ritmo del descubrimiento científico y dar forma a las preguntas de investigación formuladas en el campo de la investigación de la obesidad.
"La forma clásica de hacer ciencia es hacer preguntas y probar hipótesis", dijo Lowell, profesor de medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismo. "Pero el cerebro es tan complejo que ni siquierasabemos cuánto no sabemos. Esta información completa algunas de las incógnitas para que podamos hacer nuevas hipótesis. Este trabajo conducirá a muchos descubrimientos que, sin estos datos, la gente nunca hubiera sabido hacer la pregunta ".
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Materiales proporcionado por Centro Médico Beth Israel Deaconess . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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