Se publica el atlas de células cerebrales de la ganglia basal más detallado hasta la fecha

Los investigadores han publicado el atlas de la ganglia basal más detallado del mundo hasta la fecha, que comprende 25.5 millones de células cerebrales de humanos, macacos y marmosetos. El trabajo se describe en una colección de 26 artículos publicados en Cell, Cell Reports, Cell Reports Methods, Cell Systems, Cell Genomics y Neuron.

El atlas y su alcance

La ganglia basal son grupos de células en las profundidades del cerebro que procesan información motora, cognitiva, del estado de ánimo y de toma de decisiones. Están vinculadas a condiciones neurodegenerativas y psiquiátricas, desde la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington hasta la esquizofrenia, el trastorno bipolar y la adicción.

El atlas contiene 21 millones de células de los cerebros de seis humanos, tres millones de células de tres macacos rhesus y cynomolgus, y 1.5 millones de células de dos marmosetos. Los investigadores también utilizaron datos de mapas previamente publicados del cerebro completo del ratón.

La colaboración involucró a cientos de científicos en nueve países y forma parte de la Red de Atlas de Células de la Iniciativa BRAIN (BICAN), un proyecto de 500 millones de dólares lanzado en 2022 por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. con el objetivo de crear mapas de referencia de los cerebros de los mamíferos.

"Es un diccionario masivo que necesitábamos en el campo", dice Ana Muñoz-Manchado, una neurocientífica de la Universidad de Cádiz en España, que estudia la ganglia basal en trastornos neurodegenerativos.

Hallazgos entre especies

Al comparar la ganglia basal entre especies de primates, los investigadores identificaron 61 tipos de células en humanos, macacos y marmosetos que se han conservado durante 76 millones de años.

El equipo analizó muestras de tejido cerebral de diferentes etapas del desarrollo a lo largo de la vida de las especies. El trabajo combina información sobre la expresión génica, modificaciones del ADN que controlan la regulación génica, registros de actividad eléctrica y cómo se pliega el ADN dentro de los núcleos celulares. Los investigadores también mapearon dónde se encuentra cada célula en el cerebro y diseñaron un marco común para caracterizar y anotar las células.

Michael Hawrylycz, un bioinformático del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro en Seattle, Washington, que participó en el proyecto, dijo que es "esencialmente un andamio sobre el cual ahora podemos completar bastante fácilmente el resto del cerebro".

Perspectivas relacionadas con enfermedades

Un estudio examinó 1.1 millones de células en el estriado, la estructura más grande de la ganglia basal, de 19 donantes humanos fallecidos. Los investigadores identificaron seis zonas en el estriado humano y de macacos que tenían firmas moleculares distintas, cada una conteniendo poblaciones distintas de neuronas y células gliales.

"Las células en estas zonas se ven todas iguales bajo el microscopio, pero tienen diferencias transcripcionales muy fuertes y son notablemente consistentes de persona a persona", dijo el coautor Evan Macosko, un neurobiólogo del Instituto Broad de Harvard y MIT en Cambridge, Massachusetts, en un comunicado de prensa del instituto.

Macosko y sus colegas también encontraron que los patrones de expresión génica que distinguían cada zona de las demás se volvían cada vez más similares con la edad, particularmente en regiones del cerebro afectadas por la enfermedad de Huntington o la enfermedad de Parkinson.

Otro estudio analizó casi cuatro millones de células en el estriado y la corteza prefrontal de 178 donantes adultos fallecidos de entre 27 y más de 90 años. Los investigadores encontraron que la composición celular de las dos regiones del cerebro variaba entre las personas, particularmente para las células no neuronales conocidas como células gliales.

Por qué importa

El atlas proporciona una base de datos de referencia entre especies que ayudará a los investigadores a comprender condiciones desde la enfermedad de Parkinson hasta la adicción. Los hallazgos subrayan la necesidad de que los atlas de células cerebrales tengan en cuenta las diferencias individuales en la composición celular, particularmente entre las células gliales.

Fuentes (en inglés)

• nature.com: Massive atlas of brain region linked to a host of diseases is the most detailed yet | Nature

Traducción con IA del artículo original en inglés, revisada automáticamente para que diga lo mismo que el original. Las fuentes fueron verificadas en inglés.