Únete á nosa canle de Whatsapp
O cerebro humano está composto por 86.000 millóns de neuronas e un número similar de células non neuronais. Cando os científicos tentan modelar as súas enfermidades utilizando outros animais, como as ratas ou os monos, sempre xorde a pregunta sobre se realmente se estarán identificando as raíces celulares deses trastornos nas persoas.
Agora, nun paquete de 21 artigos publicados nas revistas Science, Science Advances e Science Translational Medicine, os autores presentan un recurso que pode axudar: un atlas do cerebro de primates humanos e non humanos a nivel celular, cun detalle sen precedentes. O esforzo colectivo permitiu caracterizar máis de 3.000 tipos de células cerebrais humanas, revelando algunhas características que nos distinguen doutros primates.
Comprender o cerebro humano con tal resolución non só axudará a comunidade científica a determinar que tipos de células se ven máis afectadas por mutacións específicas que conducen a enfermidades neurolóxicas, senón que ademais ofrecerá unha nova comprensión de quen somos como especie.
O conxunto de traballos son parte da Rede de Censos Celulares da Iniciativa BRAIN (BICCN) dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) de Estados Unidos, un programa lanzado en 2017. Como parte desta iniciativa, varios equipos e centos de científicos colaboraron nunha variedade de estudos, aproveitando as tecnoloxías máis avanzadas de bioloxía molecular.
Caracterizáronse máis de 3.000 tipos de células do cerebro humano, revelando algunhas características que nos distinguen doutros primates
“Estas técnicas utilizáronse principalmente en investigacións preclínicas con roedores e outros modelos experimentais”, apunta o editor senior de Science, Mattia Maroso, pero “o traballo presentado aquí mostra como a investigación en humanos tamén podería poñerse ao día co estudo preclínico”.
O eixo central para construír o atlas está representado por tres estudos do paquete, liderados por Kimberly Siletti do Instituto Karolinska (Suecia) e o University Medical Center de Utrecht (Países Baixos), Yang Eric Li da Universidade de California en San Diego (EE UU) e Wei Tian do Instituto Salk (EE UU).
Xuntos crearon o primeiro borrador do mapa das células do cerebro humano, incluída a expresión xenética subxacente e a arquitectura reguladora dos xenes.
“A posibilidade de achar tipos celulares únicos en humanos que non vemos en ratos é realmente apaixonante”, afirma Wei Tian, quen engade: “Fixemos progresos asombrosos, pero sempre hai máis preguntas que facer”. Coñecer a funcionalidade de todos os tipos celulares será un dos grandes retos.
Outro estudo dirixido por Nelson Johansen do Instituto Allen de Ciencias do Cerebro (EE UU) avaliou a variación de tipos de células cerebrais en 75 seres humanos adultos sometidos a cirurxías de epilepsia e tumores. Os resultados mostran como estas células do cerebro varían entre individuos, o que proporciona unha base para a tipificación celular en condicións de saúde e enfermidade.
Detectar como varían as células do cerebro entre individuos proporciona unha base para a tipificación celular en condicións de saúde e enfermidade
Un traballo dirixido por Nikolas Jorstad, tamén do Instituto Allen, explora máis a fondo como a rexión do cerebro inflúe na variación nos tipos de células. Unha obxectivo clave do proxecto foi comprender que características da organización das células cerebrais son específicas dos humanos, en comparación cos primates non humanos.
Noutra investigación liderada tamén por Jorstad utilizou transcriptómica comparativa (análise da expresión de xenes transcritos) en cortiza cerebral de humanos, chimpancés, gorilas, macacos Rhesus e titíes comúns para explorar este aspecto. Entre outros achados, o equipo demostrou que as neuronas dos chimpancés se parecen máis ás dos gorilas que ás humanas, a pesar de que os chimpancés e os humanos comparten un devanceiro común máis recente.
Estudos ao nacer
Os estudos que exploran como se establece por primeira vez a complexa disposición das células no noso cerebro, durante os nosos primeiros días, inclúen o traballo de Emelie Braun do Instituto Karolinska. O seu equipo descubriu estados celulares no cerebro humano durante o primeiro trimestre. Pola súa banda, Nicola Micali da Yale School of Medicine (EE UU) e os seus colegas realizaron análises similares en diferentes áreas do cerebro prenatal do macaco.
Ademais destes artigos en Science, outros oito da revista Science Advances profundan en aspectos concretos das células cerebrais, e un estudo de Science Translational Medicine presenta un atlas xenómico unicelular da maduración do cerebelo humano durante a primeira infancia.
A era da investigación celular do cerebro humano está a chamar á nosa porta!
MATTIA MAROSO (Science)
Os datos recompilados por todos estas investigacións e a rede BICCN “permitirán agora aos investigadores abordar cuestións científicas fundamentais sobre o cerebro humano”, sinala Maroso, que conclúe: “A era da investigación celular do cerebro humano está a chamar á nosa porta!”.
