El cerebro humano podría eliminar muchas neuronas con alteraciones genéticas extensas alrededor del nacimiento, según un estudio publicado en Nature. Al comparar tejido cerebral fetal con muestras posteriores al nacimiento, los investigadores encontraron una proporción mucho menor de esas células en el segundo grupo. Proponen que la capacidad de conectarse con otras neuronas influye en la selección, aunque el mecanismo aún no está demostrado de forma directa.
Las alteraciones estudiadas se conocen como variantes en el número de copias: ocurren cuando una célula tiene fragmentos de ADN duplicados o ausentes. El equipo se concentró en neuronas con cambios extensos que afectaban a varios cromosomas, no en cualquier diferencia genética que pueda aparecer en una célula.
Qué significan los porcentajes
El equipo, con investigadores de Harvard Medical School y Boston Children's Hospital, secuenció 2,357 neuronas individuales de tejido cerebral humano post mortem mediante dos métodos. La comparación principal incluyó 948 neuronas con el primero y 659 con el segundo, después de aplicar filtros de calidad y selección de muestras.
Con el primer método, las muestras prenatales procedían de nueve donantes de entre 14 y 25 semanas de gestación. Las siete muestras posteriores al nacimiento correspondían a personas desde la infancia hasta los 90 años o más.
En ese análisis, el promedio de neuronas con alteraciones extensas fue de 25.9% en las muestras prenatales y de 6.2% en las posteriores al nacimiento. El primer porcentaje varió entre 12.7% y 46% según la muestra. El 6.2% reúne edades posteriores al nacimiento, incluidas personas adultas; no es una cifra exclusiva de recién nacidos. En las muestras de cero a dos años, el promedio fue de 7.1%.
El segundo método, que examinó el ADN con mayor profundidad, también encontró una diferencia: 33.1% en las muestras prenatales frente a 7.2% en las posteriores al nacimiento. Ambas comparaciones apuntan en la misma dirección, aunque sus porcentajes no son idénticos.
Las cifras describen la proporción de neuronas con ese tipo de alteraciones en cada grupo de muestras. Por sí solas, no indican qué porcentaje de todas las neuronas fue eliminado ni permiten saber en qué momento exacto desaparecieron las células.
Una posible explicación en las conexiones neuronales
Para investigar el mecanismo, los autores analizaron por separado 44,861 núcleos de células procedentes de ocho cerebros. Encontraron que las neuronas con muchas variantes tendían a mostrar una actividad alterada en genes relacionados con la formación y el mantenimiento de sinapsis, las conexiones mediante las cuales las neuronas se comunican.
Durante el desarrollo, las neuronas establecen conexiones y compiten por ellas. El equipo plantea que los cambios genéticos extensos podrían dificultar ese proceso y reducir la probabilidad de que algunas células sobrevivan. En una parte de esas neuronas también observó señales de menor actividad de genes sinápticos y mayor actividad de rutas asociadas con la muerte celular.
La comparación se hizo con tejidos de personas diferentes: no siguió a las mismas neuronas desde la gestación hasta después del nacimiento. Por eso, los resultados respaldan la hipótesis de selección, pero no prueban que una falla en las conexiones sea la causa directa de la eliminación. Los autores también señalaron que la escasez de muestras del tercer trimestre les impidió evaluar al final de la gestación uno de los grupos celulares que identificaron.
"El cerebro está seleccionando a favor de la integridad genómica", dijo Diane Shao, neuróloga de Boston Children's Hospital y coautora principal, en un comunicado de Harvard Medical School reproducido por News-Medical.
La relación con el neurodesarrollo sigue abierta
Los investigadores encontraron menos alteraciones en regiones que contienen genes asociados con el desarrollo neuronal y el autismo. Esto les da una razón para estudiar si el proceso de selección funciona de otra manera en algunos trastornos del neurodesarrollo.
El trabajo no demuestra que la eliminación alterada de neuronas cause autismo o epilepsia, ni establece una prueba diagnóstica o un tratamiento. También encontró variantes que persisten después del nacimiento, por lo que la existencia de una diferencia genética en una neurona no equivale por sí sola a una enfermedad.
En su declaración de intereses, los autores sénior Peter Park y Christopher Walsh indicaron que forman parte del consejo científico de Bioskryb Genomics. Walsh declaró además vínculos financieros con otras empresas. Los autores de un trabajo de 2021 sobre la técnica utilizada en la segunda comparación señalaron que Bioskryb comercializaba ese método.
La investigación ofrece una forma de examinar cambios genéticos célula por célula durante el desarrollo cerebral. La pregunta pendiente es cómo se eliminan esas neuronas y si la selección cambia en personas con trastornos del neurodesarrollo.
