Un ambicioso estudio revela cómo se desarrollan las células cerebrales y cómo este proceso puede estar relacionado con trastornos neurológicos. Un consorcio internacional de investigadores ha publicado una serie de doce artículos en la revista Nature que ofrece un retrato dinámico del cerebro en desarrollo, desde el ratón hasta el ser humano. Este esfuerzo es parte de la BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN), respaldada por el Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos.
Los científicos han empleado tecnologías de célula única y herramientas espaciales para rastrear cómo las células madre se transforman en neuronas y glías, y cómo se regula la actividad génica durante el desarrollo. Los hallazgos destacan que los tipos celulares no emergen en fases fijas, sino en oleadas superpuestas, lo que sugiere que algunos programas de desarrollo pueden reactivarse en la edad adulta o en enfermedades.
“Estos atlas ofrecen un plano detallado de cómo los diferentes tipos de células del cerebro emergen y maduran con el tiempo”, explica Hongkui Zeng, directora de ciencias del cerebro en el Instituto Allen y coautora principal del estudio. Al comprender cuándo y dónde se activan los genes clave durante el desarrollo, se abre la puerta a entender cómo las alteraciones en estos procesos pueden llevar a trastornos como el autismo o la esquizofrenia.
La influencia del entorno en el desarrollo cerebral
Los estudios revelan que la diversificación de los tipos neuronales continúa después del nacimiento, especialmente en las células GABAérgicas, que regulan la actividad cerebral. En la corteza visual, nuevas clases de neuronas se forman durante momentos críticos, como la apertura de los ojos y las primeras experiencias visuales. Esto demuestra que las influencias sensoriales moldean el desarrollo cerebral más de lo que se creía previamente.
“El hallazgo más revelador ha sido descubrir que las células cerebrales continúan cambiando y diversificándose durante todo el periodo posnatal”, señala Zeng. Este prolongado proceso de diversificación podría explicar la capacidad del cerebro para aprender y adaptarse, pero también lo hace más vulnerable a influencias externas.
Los investigadores apuntan que esta prolongación del desarrollo obliga a repensar las causas de los trastornos neuropsiquiátricos. Diferentes desórdenes podrían implicar alteraciones sutiles en etapas específicas del desarrollo, afectando a ciertos tipos de células o mecanismos celulares, lo que abre oportunidades para intervenciones más precisas.
Identificación de nuevas células y ventanas de riesgo
Entre los descubrimientos del equipo del Allen Institute, se identifica una célula progenitora humana que podría estar vinculada al glioblastoma, un tipo de cáncer cerebral, y se localizan ventanas temporales donde se concentran los riesgos genéticos de trastornos psiquiátricos. Comparar el desarrollo cerebral entre especies ha permitido identificar tanto rasgos comunes como características únicas.
La investigadora destaca que “lo más difícil de estudiar en el cerebro humano es su prolongado desarrollo posnatal, que puede durar unos 20 años, en comparación con los 35 días del ratón”. Este proceso único de maduración retardada, denominado neotenia, podría ser la base de capacidades como el lenguaje o la inteligencia, aunque su duración lo hace complejo de capturar experimentalmente.
De cara al futuro, el consorcio BICAN tiene como objetivo crear mapas completos del desarrollo celular en todo el cerebro animal, superponer datos humanos y alinear resultados entre especies para abordar vacíos críticos en el conocimiento. “Esto nos permitirá realizar análisis computacionales y simulaciones a gran escala para entender las fuerzas moleculares que impulsan el desarrollo del cerebro”, concluye Zeng.
Estos primeros atlas son un paso decisivo hacia una comprensión completa del cerebro en crecimiento, lo que podría revolucionar el tratamiento y diagnóstico de trastornos neuropsiquiátricos, ofreciendo una nueva perspectiva sobre la salud cerebral.
