BUSCAR
VIDEOTECA
PODCAST
LIVE
Diferenciar, censar y ordenar las células del cerebro humano para conocer sus funciones
Nuestro socio Jesús Avila nos desgrana los últimos artículos científicos publicados sobre el cerebro, mas concretamente por las células que las forman, la importancia del trabajo colaborativo para poder avanzar en el conocimiento de temas tan complejos como son las funciones del cerebro humano y como siempre ocurre en ciencia, que no importa lo grande que sea el avance científico logrado, ni las perspectivas y aplicaciones que permita desarrollar, lo importante son las nuevas preguntas que nos surgen al conocer estos datos y que permiten a otros científicos seguir aprendiendo y seguir buscando nuevas formas de avanzar en el conocimiento.
Casi simultáneamente en dos de las revistas de mayor impacto científico, Science y Cell, se han publicados números especiales que analizan los trabajos realizados en células humanas individuales de cerebro, llevados a cabo por consorcios o por grandes grupos, como el Allen Brain Institute. El tema común de los trabajos está relacionado con el conocimiento, fundamentalmente a nivel celular, del cerebro humano con sus 86.109 neuronas y un número similar de células no neuronales (Science 382, 6667; Cell 186, 20).
En la revista Science, los logros se han denominado como “Brain cell census”, ya que se han censado y organizado, en el “puzzle” que es el cerebro humano, una gran cantidad de células, tras la realización de este macroproyecto basado en la combinación de biología celular y secuenciación de ácidos nucleicos.
Se han indicado las bases celulares y moleculares de la variabilidad y especialización de células cerebrales localizadas en diferentes áreas, como córtex y cerebelo. A nivel molecular, se han estudiado, a nivel de células únicas, las diferencias a nivel de diferentes transcriptos [la transcripción en biología es el proceso por el cual las células elaboran las piezas de ARN o RNA, los transcriptos, a partir de moléculas de ADN (se han secuenciado ARNs de 3.106 células cerebrales)]; o de modificaciones epigenéticas de ADN o DNA, proceso de metilación de DNA (se han analizado modificaciones en 5.105 células del cerebro). Estos análisis han permitido explicar algunos aspectos sobre la especialización (función) de diferentes células cerebrales humanas presentes en diferentes áreas o a través de diferentes etapas del desarrollo del cerebro humano. Aunque se ha comentado en los medios lo publicado en Science, en dos revistas hermanas, Sci. Adv. (Avances en Ciencia) y Sci. Transl. Med (Medicina traslacional de la revista Science), también se ha publicado paralelamente otros artículos relacionados, en total 21 trabajos entre las tres revistas. Un trabajo que coloca la biología en lo que en política científica se llama Big Science (Gran Ciencia) y en el discurso digital, Big Data.
Complementando al número de la revista Science, la revista Cell ha publicado, también mediante secuenciación de RNA de células únicas, en cerebro humano y de ratones, un atlas indicando la presencia de diferentes tipos celulares en distintas áreas. Un atlas indicando la presencia de diferentes tipos celulares en diferentes áreas cerebrales y a diferentes momentos del desarrollo. Sin embargo, en Cell los estudios se han centrado en el análisis de cerebros donde se han encontrado patologías como la enfermedad de Alzheimer o de individuos que están en su última etapa del desarrollo, el envejecimiento. Los estudios se han focalizado en la corteza prefrontal, habiéndose realizado la secuenciación de ácidos nucleicos en 2,3.106 células. Los datos se han separado por neuronas, interneuronas y neuronas excitatorias, donde daños como la ruptura del DNA facilita una rápida degeneración neuronal, llevándose a cabo procesos como los que se denominan como fusión génica. Otros datos se han obtenido de células de glía, fundamentalmente de microglía, en dónde se han descrito 12 tipos de transcripción diferencial, relacionados con procesos como el procesamiento lipídico, fagocitosis, estrés, inflamación, …, estando gobernadas estas diferencias en transcripción por diferentes tipos de transcripción. Sin embargo, en microglía, solo tres tipos de cambios epigenéticos, a nivel de DNA, se ha reportado.
Se ha realizado pues un trabajo inmenso y ahora es tiempo de hacer análisis más profundos de los resultados, buscando más conclusiones y posibles correlaciones para completar este gran avance.
Sin embargo, queda trabajo por hacer, pues se han analizado 3.106 células de más de las 1010 células que existen en el cerebro humano. Ojalá, que la muestra analizada sea representativa del total y que la cifra de 3.000 tipos diferentes de células pueda mantenerse. Si no es el caso, habrá que seguir secuenciando. Por otra parte, lo más importante es proceder al siguiente paso que indique cómo esas neuronas del cerebro humano pueden dar lugar a 1014 conexiones sinápticas, que son la base de los circuitos implicados en las diferentes funciones cerebrales. Evidentemente, queda mucho trabajo.
Jesús Avila es Profesor de investigación Ad Honorem en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Es socio promotor de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC) y miembro de su Consejo Consultivo. Es Fellow de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS).
