Madrid. Científicos de todo el mundo publicaron un trabajo conjunto para comprender el cerebro humano y el de sus parientes primates más cercanos mediante el mapeo de un atlas de células cerebrales humanas, con la finalidad de descubrir qué nos hace humanos.

En un conjunto de 21 artículos publicados en las revistas Science (12), Science Advances (8) y Science Translational Medicine (1), un gran consorcio de investigadores comparte nuevos conocimientos sobre las células que componen el cerebro humano y el de otros primates. Destacan que se trata de un enorme salto con respecto a trabajos publicados anteriormente, con estudios y datos que revelan nuevos conocimientos sobre la composición celular de nuestro sistema nervioso en muchas regiones del encéfalo y sobre lo que distingue al cerebro humano.

El consorcio de investigación es un esfuerzo concertado para comprender el cerebro humano y su naturaleza modular y funcional. Fue creado y está financiado por la Iniciativa BRAIN (Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos.

Cientos de científicos de todo el mundo trabajaron juntos para completar una serie de estudios que exploran la composición celular del cerebro humano y de otros primates, y para demostrar cómo puede utilizarse un nuevo y transformador conjunto de técnicas escalables para estudiar la organización detallada del órgano principal humano con una resolución sin precedentes . Comprenderlo a nivel celular es clave para entender cómo funciona y quiénes somos como especie, así como para identificar con mayor precisión las raíces celulares de las enfermedades y trastornos cerebrales, un conocimiento que podría conducir en última instancia a mejores tratamientos para esos padecimientos.

Científicos del Allen Institute for Brain Science, una división del Instituto Allen, en Estados Unidos, dirigieron cinco de estos estudios e hicieron importantes aportaciones a otros tres, incluido un análisis que amplía enormemente los conocimientos existentes sobre el número de tipos de células del cerebro humano adulto.

Así, investigadores del Instituto Karolinska y del Instituto Allen estudiaron los genes activados en células cerebrales individuales, técnica conocida como transcriptómica unicelular, revelando una asombrosa diversidad de tipos celulares: tenemos más de 3 mil tipos distintos de células cerebrales.

Biología molecular

En mi opinión, se trata de un momento crucial en la neurociencia, en el que las nuevas tecnologías nos están permitiendo comprender con todo detalle la organización celular del cerebro humano y el de otros primates, declaró el doctor Ed Lein, investigador del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro, que ha dirigido varios de los estudios recientemente publicados. En esencia, este trabajo es un triunfo de la biología molecular: el uso diferencial de genes puede utilizarse para definir tipos celulares, y las herramientas de la genómica podrían utilizarse para crear los primeros borradores de mapas anotados de alta resolución de las células que componen todo el cerebro humano.

Los estudios también abordan una serie de cuestiones importantes como en qué se diferencian los cerebros de cada persona a nivel celular, en qué se contrastan nuestros cerebros con los de nuestros parientes simios más cercanos, cuántos tipos de células cerebrales tenemos, cuáles son las propiedades de éstas y cómo surgen y maduran durante el desarrollo.

Partiendo de trabajos anteriores en los que se cartografiaban los tipos de células en alta resolución en regiones individuales de la corteza cerebral humana, el nuevo paquete publicado amplía esos estudios a docenas de hasta 100 regiones de todo el encéfalo. Mientras que en los estudios de una sola región se encontraron más de 100 tipos diferentes de células cerebrales, los datos recién publicados muestran miles de tipos diferentes de éstas en todo el encéfalo. Nunca antes se había descrito tal complejidad y variedad en muchas partes del órgano principal humano.

Estos estudios forman parte de la Red del Censo Celular de la Iniciativa BRAIN de los NIH (BICCN), un programa de financiación de cinco años que se puso en marcha en 2017 para crear un catálogo de tipos de células cerebrales. Este cuerpo de trabajo demostró la escalabilidad de los enfoques celulares y moleculares de vanguardia para abordar los desafíos del tamaño y la complejidad del cerebro humano, y ha sentado las bases para la siguiente fase de este esfuerzo de censo celular. Esta siguiente fase, parte de la cual está en marcha en el Instituto Allen, construirá atlas mucho más completos de órganos principales y de otros primates mediante la Red de Atlas Celulares de la Iniciativa BRAIN (BICAN).

El presente conjunto de estudios representa un logro histórico que sigue tendiendo un puente importante hacia la iluminación de la complejidad del cerebro humano a nivel celular, aseguró el doctot John Ngai, director de la Iniciativa Brain. Las colaboraciones científicas forjadas por por medio del BICCN, y que continúan en la siguiente fase en BICAN, están impulsando el campo hacia adelante a un ritmo exponencial; el progreso y las posibilidades han sido simplemente impresionantes.

En los estudios en humanos se utilizó tejido post mortem de personas que habían donado sus cerebros a la ciencia, así como tejido vivo sano otorgado por pacientes que se habían sometido a cirugía cerebral y habían aceptado ceder tejido para la investigación.

Los datos de los nuevos estudios se incorporarán al Atlas Celular Humano, una iniciativa internacional que está creando un mapa de referencia completo de células de todos los órganos, tejidos y sistemas del cuerpo humano.