Las revistas del grupo Nature reúnen nueve estudios que describen la arquitectura molecular y celular de distintos trastornos cerebrales con una resolución sin precedentes. Tres de los trabajos se publican en Nature, otros tres en Nature Communications y los restantes en Nature Medicine, Nature Genetics y Scientific Data.

Los resultados son fruto del trabajo de equipos internacionales de científicos en el marco del programa PsychAD, una iniciativa multidisciplinar puesta en marcha en 2019 con el apoyo del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de Estados Unidos (NIA, por sus siglas en inglés). Su objetivo es comprender los mecanismos biológicos que subyacen a la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos neuropsiquiátricos.

El mayor atlas del cerebro humano

Uno de los trabajos centrales de esta colección, coordinada por investigadores de la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai, en Nueva York, presenta un atlas de la corteza prefrontal dorsolateral humana construido a partir del análisis de más de 6,3 millones de núcleos celulares.

El material biológico procede de 1.494 donantes e incluye muestras de personas con alzhéimer, párkinson, demencia con cuerpos de Lewy, demencia vascular, esquizofrenia y trastorno bipolar, y controles neurotípicos.

Los autores observaron vías moleculares tanto compartidas como específicas de cada enfermedad en los distintos tipos de células, y lograron definir las trayectorias celulares asociadas a la progresión de cada enfermedad y a sus síntomas neuropsiquiátricos asociados.

"Al analizar millones de células de múltiples trastornos cerebrales, descubrimos que muchas enfermedades comparten vías moleculares, al tiempo que presentan firmas celulares distintivas", señaló Donghoon Lee, investigador en psiquiatría y genética de Mount Sinai, y autor del estudio.

"Estos hallazgos proporcionan un marco para comprender por qué diferentes trastornos neurológicos y psiquiátricos convergen en procesos biológicos similares, al tiempo que mantienen características específicas de cada enfermedad", añadió Lee.

El conjunto de datos constituye uno de los mayores recursos de análisis celular disponibles para investigar enfermedades del cerebro humano y podrá ser utilizado por neurocientíficos de todo el mundo.

La relación entre genética y envejecimiento cerebral

Otros dos estudios complementarios demostraron cómo el riesgo genético hereditario influye en la función cerebral a nivel celular. "Los grandes estudios genéticos identificaron miles de variantes de riesgo genético para los trastornos cerebrales, pero a menudo ofrecen una visión limitada de cómo esas variantes influyen en la enfermedad", explicó Georgios Voloudakis, investigador en Mount Sinai.

"Al integrar los datos cerebrales de un solo núcleo con la genética humana, podemos traducir el riesgo genético general en cambios específicos en la actividad génica, lo que ayuda a identificar los tipos de células, los genes y las vías biológicas que podrían convertirse en futuras dianas terapéuticas", añadió Voloudakis.

Otro de los artículos elavoró el mayor atlas transcriptómico unicelular a escala poblacional de la corteza prefrontal dorsolateral humana del que se tiene constancia hasta la fecha.

Sus autores evaluaron 1,3 millones de perfiles de expresión génica procedentes de los cerebros de 284 donantes neurotípicos, con edades que van desde la infancia hasta la edad adulta tardía, y encontraron pruebas de cómo cambia la expresión génica con el paso del tiempo.

"En conjunto, estos estudios tienden un importante puente entre el riesgo genético hereditario y las células cerebrales específicas y los procesos biológicos a través de los cuales esas diferencias genéticas influyen en la enfermedad", destacó Eric Nestler, decano de la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai.

Medicina más personalizada para el alzhéimer

Varios de los artículos explican también por qué la enfermedad de Alzheimer evoluciona de forma diferente entre las personas, aportando nuevos conocimientos que pueden servir de base para futuras estrategias de medicina de precisión.

Mediante el análisis de más de 6 millones de núcleos celulares, los científicos identificaron poblaciones celulares y vías moleculares asociadas a características clínicamente importantes de la enfermedad, entre ellas la depresión y el deterioro cognitivo.

Los hallazgos revelan una diversidad biológica sustancial entre las personas con la enfermedad de Alzheimer e identifican vías moleculares específicas de cada paciente asociadas a la neurodegeneración, lo que permitirá avanzar hacia la medicina de precisión.

El objetivo de los investigadores es llegar a una base de datos que incluya a 10.000 personas.

 

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bt (EFE, Nature)