Foto: CONICET
Un equipo de especialistas del Consejo Nacional de Investigaciones (CONICET) y de la Universidad de Harvard ha revelado los mecanismos moleculares implicados en la maduración neuronal del hipocampo, según un artículo publicado en la revista Science Advances. Este descubrimiento podría ser fundamental para desarrollar intervenciones contra enfermedades neurodegenerativas, el envejecimiento y lesiones cerebrales.
Desde la década de 1960, se sabe que el hipocampo del cerebro adulto de muchos mamíferos genera nuevas neuronas a lo largo de toda la vida. Sin embargo, los genes involucrados en la maduración neuronal, esenciales para el funcionamiento de los circuitos cerebrales, eran desconocidos hasta ahora. Damiana Giacomini, una de las autoras principales del estudio e investigadora del CONICET, explica: "Identificamos y elaboramos un mapa detallado de los factores de transcripción que se van prendiendo y apagando durante el proceso de maduración de una célula madre a una neurona madura en el giro dentado del hipocampo".
El hallazgo de estos factores de transcripción, genes que regulan la expresión de otros genes, abre nuevas posibilidades para entender y tratar condiciones patológicas. "Esto aporta un nuevo escenario porque el hipocampo es una de las zonas afectadas por enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer", añade Giacomini. Entender los mecanismos en situaciones fisiológicas normales permitirá pensar en cómo prevenir o minimizar situaciones patológicas a largo plazo.
Diversos laboratorios en el mundo investigan sobre reprogramación neuronal, una técnica experimental que apunta a cambiar la identidad de una célula para convertirla en neurona. Este estudio proporciona información crucial sobre los factores de transcripción necesarios para esta reprogramación. "Es necesario saber qué factores de transcripción o genes le dan no sólo la identidad a una neurona sino también las características distintivas de cada etapa del desarrollo, que es lo que estamos aportando con este trabajo", asegura Giacomini.
Por su parte, el equipo dirigido por Alejandro Schinder ha dedicado años a estudiar el desarrollo de neuronas en el cerebro adulto, describiendo cómo una neurona nueva se conecta con el circuito cerebral ya formado. Natalí Rasetto, coautora del artículo, señala: "Nuestro laboratorio estableció que una neurona nueva del cerebro adulto necesita ocho semanas para completar su desarrollo e integrarse. Sin embargo, no sabíamos cuáles eran los genes responsables de los cambios que ocurren durante ese proceso".
En este proyecto, los investigadores analizaron los genes de casi 40 mil neuronas de distintas edades en ratones, utilizando la secuenciación de ARN de núcleo único (sn-RNAseq). Determinaron que las nuevas neuronas pasan por cuatro estados principales durante su desarrollo: células madre neurales quiescentes, células proliferativas, células granulares inmaduras postmitóticas y células granulares maduras. Giacomini detalla: "Sabiendo la ‘edad’ de las neuronas, y por medio de la secuenciación del ARN, pudimos evaluar el transcriptoma de neuronas particulares y compararlo con el de otras neuronas a lo largo del tiempo para ordenarlas según su parecido y, así, obtener una trayectoria de maduración neuronal".
Este trabajo constituye un avance significativo, al proporcionar un atlas genético del desarrollo de neuronas en el cerebro adulto con una resolución temporal sin precedentes. Este atlas establecerá las bases moleculares para estudiar la neurogénesis adulta en distintas especies animales, incluyendo a los humanos, como concluye Rasetto: "Este trabajo constituye un atlas genético con una resolución temporal sin precedentes, que establece las bases moleculares que permitirán estudiar el proceso de neurogénesis adulta en distintas especies animales, incluyendo a los humanos".
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