Un consorcio internacional publicó un atlas de los ganglios basales construido con información de 25.5 millones de células de humanos y otros primates. El mapa reúne datos sobre la actividad de los genes, su regulación y la ubicación de células en esta región del cerebro, con el objetivo de ayudar a investigar circuitos asociados con el movimiento y con trastornos neurológicos y psiquiátricos.
Los ganglios basales son un conjunto de estructuras situadas en zonas profundas del cerebro. Participan en la selección de movimientos, el aprendizaje de hábitos y procesos relacionados con la motivación y las emociones. Sus circuitos se han relacionado con enfermedades como el párkinson y el Huntington, así como con trastornos psiquiátricos.
El trabajo forma parte de la BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN), una colaboración financiada por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH). El Allen Institute informó que participaron cientos de investigadores de más de 50 instituciones en nueve países. Los resultados aparecen en una colección de artículos publicados en revistas de Cell Press.
Millones de células no significan millones de donantes
La cifra de 25.5 millones comprende 21 millones de células humanas, 3 millones de macacos y 1.5 millones de titíes, de acuerdo con el Allen Institute. Para la comparación entre especies, los investigadores también recurrieron a datos de mapas de ratón publicados con anterioridad; esos datos no forman parte de la suma de células de primates.
El tamaño de la base celular es distinto al número de individuos estudiados. La revista Nature informó que los 21 millones de células humanas de ese conjunto procedían de seis donantes fallecidos; las muestras de macacos provenían de tres animales y las de titíes, de dos.
Otros estudios de la colección usaron muestras diferentes. Uno examinó casi 4 millones de células del cuerpo estriado y la corteza prefrontal de 178 adultos fallecidos. Nature reportó que la composición celular variaba entre personas, especialmente en las células gliales, que cumplen distintas funciones de apoyo y mantenimiento en el cerebro.
Esas diferencias ayudan a entender por qué el número de células, por sí solo, no describe toda la diversidad de una población. La cantidad y las características de los donantes también importan al interpretar los hallazgos de cada estudio.
Un lenguaje común para comparar células
Los investigadores analizaron tejido cerebral donado mediante técnicas capaces de identificar la actividad genética de células individuales. También combinaron información sobre la regulación de los genes y la posición de las células en el tejido, según los NIH. No todas las mediciones se realizaron en cada una de las 25.5 millones de células.
La referencia propone una nomenclatura compartida para comparar poblaciones celulares entre especies. En uno de los análisis, los investigadores identificaron 61 tipos celulares homólogos presentes en humanos, macacos y titíes, informó Nature.
Este sistema permite a los laboratorios ubicar sus propios resultados dentro de una clasificación común. También facilita estudiar qué células tienen características comparables en humanos y en animales usados en investigación, una distinción necesaria antes de interpretar qué puede trasladarse de un modelo a otro.
El consorcio ofrece acceso a sus datos y herramientas desde la página del atlas de BICAN, que reúne recursos para explorar tipos celulares, anatomía y conjuntos de datos.
Qué dicen los hallazgos sobre enfermedades
Uno de los estudios identificó una población poco frecuente de neuronas que expresa el receptor de serotonina HTR7. El Allen Institute señaló que el análisis vinculó esa población con señales genéticas de riesgo de esquizofrenia. La asociación ofrece un punto de partida para investigar esas células; no demuestra que por sí solas causen el trastorno ni constituye una prueba diagnóstica.
En otra investigación de la colección, un equipo empleó una herramienta de regulación genética para aumentar un precursor de la dopamina en células del cuerpo estriado de ratones con un modelo de párkinson. Los NIH indicaron que el enfoque alivió síntomas en esos animales y redujo la gravedad de efectos secundarios. El resultado pertenece a investigación preclínica y no demuestra que el tratamiento sea seguro o eficaz en personas.
Los datos también se han usado para examinar posibles alteraciones celulares asociadas con el autismo, según los NIH. En todos estos casos, localizar una señal en un tipo de célula ayuda a formular preguntas más precisas, pero todavía hace falta investigar los mecanismos implicados y evaluar cualquier posible intervención.
El proyecto tiene una meta más amplia: extender esta referencia al resto del cerebro. Por ahora, el atlas pone a disposición de otros equipos una base compartida para comparar muestras y seguir investigando cómo se organizan los circuitos cerebrales.
