La investigación sobre el cerebro ha estado dominada por el estudio de las neuronas, pero un nuevo atlas revela la importancia de otro tipo de células: los astrocitos. Estas células, con forma estelar, son fundamentales para el funcionamiento del cerebro y desempeñan múltiples funciones, desde dar soporte metabólico a las neuronas hasta participar en el procesamiento de información. Un reciente estudio realizado por investigadores del MIT ha trazado un mapa que detalla la diversidad dinámica de los astrocitos en los cerebros de ratones y titíes.
El trabajo, publicado en la revista Neuron, fue liderado por Guoping Feng, profesor de Ciencias Cognitivas y del Cerebro en el MIT. Este estudio cuenta con el respaldo del Centro para la Investigación del Autismo Hock E. Tan y K. Lisa Yang y la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud.
Diversidad en tres dimensiones
Feng y su colega Margaret Schroeder se propusieron explorar la diversidad de los astrocitos a través de tres ejes: espacio, tiempo y especie. Anteriormente, habían descubierto que diferentes regiones del cerebro adulto presentan conjuntos distintivos de astrocitos. “La pregunta natural era: ¿cuándo comienza este patrón regional en el desarrollo?”, señala Schroeder.
Para responder a esta cuestión, el equipo recolectó células cerebrales de ratones y titíes en seis etapas vitales, desde el desarrollo embrionario hasta la vejez. Analizaron muestras de cuatro regiones cerebrales: la corteza prefrontal, la corteza motora, el estriado y el tálamo.
Análisis detallado de los astrocitos
A través del análisis de aproximadamente 1.4 millones de células cerebrales, se centraron en los astrocitos, comparando sus patrones de expresión génica. En cada etapa vital observada, desde antes del nacimiento hasta la vejez, encontraron una especialización regional notable: los astrocitos presentaban patrones similares dentro de cada región cerebral que eran claramente distintos entre diferentes áreas.
Además, las formas variadas de los astrocitos también reflejaron esta especialización regional. Utilizando una técnica avanzada llamada microscopía por expansión, pudieron observar características celulares finas que evidencian estas diferencias estructurales.
Cambios durante el desarrollo
Los resultados mostraron que los astrocitos ya estaban organizados regionalmente durante las etapas embrionarias tardías; sin embargo, estos perfiles cambiaron significativamente al llegar a la adultez. “Los cambios más dramáticos ocurrieron entre el nacimiento y la adolescencia temprana”, explica Schroeder. Durante este período crítico, los cerebros experimentan una reconfiguración rápida mientras los animales interactúan con su entorno.
Tanto en ratones como en titíes se observó esta especialización regional y sus cambios a lo largo del tiempo. Sin embargo, al analizar los genes específicos que definían diversas poblaciones de astrocitos, notaron divergencias significativas entre ambas especies. Esto subraya un aspecto importante para los científicos que estudian estos tipos celulares en modelos animales.
Implicaciones futuras para la investigación
Con este nuevo entendimiento sobre la diversidad de astrocitos, Feng anticipa investigar cómo estos se ven afectados por genes relacionados con enfermedades y cómo esos efectos varían durante el desarrollo. La información genética recopilada puede ayudar a predecir interacciones entre astrocitos y neuronas.
El laboratorio de Feng está entusiasmado por compartir esta vasta cantidad de datos generados durante su investigación para que otros científicos puedan utilizarlos en estudios sobre cuándo y dónde se utilizan genes específicos en el cerebro o profundizar aún más en la diversidad celular cerebral.
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