De la esquizofrenia al autismo: un nuevo mapa celular del cerebro revela el origen de los trastornos

Descifrar las causas genéticas que llevan a los individuos a desarrollar trastornos del desarrollo neurológico como el autismo y enfermedades psiquiátricas como la trastorno bipolar es uno de los mayores retos pendientes de la ciencia. El principal obstáculo se encuentra en la densidad y complejidad de las regiones del cerebro a investigar. Ahora, una edición especial de la revista Science se hace eco mediante una docena de artículos del importante avance del proyecto PsychENCODE.

Este consorcio científico se estableció en 2015 para rastrear y evidenciar los mecanismos moleculares subyacentes a la esquizofrenia, los trastornos bipolares y los trastornos del espectro autista. El trabajo de los equipos de investigación asociados ha consistido en examinar regiones del cerebro humano a nivel celular.

"Este inventario masivo de datos recopilados por el consorcio queda ahora a la libre disposición de otros investigadores para seguir contribuyendo a los hallazgos que hoy presentamos, y para ayudarnos a seguir desvelando los secretos del cerebro humano", escribe en la introducción al número Yevgeniya Nusinovich, editora jefe de Science. 

[Reconstruyen por primera vez en 3D el fragmento más grande de un cerebro humano hasta la fecha]

En uno de estos trabajos, a cargo del equipo de Prashant Emani, se ha recopilado información de una amplia cohorte basada en datos de 388 cerebros individuales. Este repositorio, denominado brainSCOPE, ha servido para evaluar los vínculos entre los reguladores genéticos y los trastornos neuropsiquiátricos. Para ello han contado con una diversidad de fenotipos cerebrales para describir la secuenciación a nivel de células individuales en la corteza prefrontal de varios tipos de pacientes, tanto de afectados por alguna de estas alteraciones como de voluntarios sanos.

Otro de los artículos recoge el trabajo del equipo de Ashok Patowary, una de las recopilaciones más exhaustivas hasta la fecha de la diversidad en la que el ADN celular cerebral se replica hasta configurar las isoformas de un cerebro humano. Este proceso se vincula con diferentes alteraciones neuropsiquiátricas, y se han podido identificar determinadas isomorfas genéticas cuya expresión a nivel celular se relacionaría con alteraciones patológicas del desarrollo neurológico.

El proyecto del equipo de Brie Wamsley, por otra parte, ha recopilado la mayor muestra de tejidos de individuos diagnosticados con trastorno del espectro autista hasta la fecha. Esto les ha permitido superar las limitaciones de los estudios precedentes a la hora de describir los mecanismos biológicos precisos del autismo. Estos datos "refuerzan la idea de que las principales células corticales se ven afectadas con este trastorno".

Ya en Science Translational Medicine, los investigadores dirigidos por Yan Xia buscaron las posibles diferencias del impacto del trastorno bipolar, la esquizofrenia y el trastorno del espectro autista entre cerebros de mujeres y de hombres. Trabajando con muestras de más de 2.000 donantes postmortem, determinaron que los cerebros femeninos sufrían una mayor disfunción a nivel del transcriptoma (el análisis de la expresión global de todos los genes de una célula) que los masculinos. 

Esto, según Xia, supone un espaldarazo para la teoría del 'efecto protector femenino', según la cual las mujeres necesitarían una mayor carga tanto genética como ambiental para desarrollar estos trastornos en comparación con los hombres. En cualquier caso, matiza, sus hallazgos deberían servir para desarrollar mejores terapias específicas en función del sexo del paciente.

Finalmente, un estudio liderado por Chloe Yap y publicado en Science Advances ha evaluado los desequilibrios entre células cerebrales de 1.270 pacientes con enfermedad de Alzheimer, autismo y esquizofrenia. Este tipo de alteraciones suele ser indicativa de la progresión de un trastorno neurodegenerativo, y en este trabajo, los investigadores encontraron indicios de una relación causal entre la pérdida de células del endotelio y el alzhéimer. "Esto nos invita a enfocar nuestros estudios en tipos específicos de células como desencadenantes de trastornos", afirma.