Por primera vez realizan un mapa de los genes que ayudan a las nuevas neuronas a integrarse en el cerebro

En el cerebro adulto pueden generarse nuevas neuronas a partir de células madre. Se trata de un proceso que se llama “neurogénesis” y empezó a ser descripto en ratas hace más de 50 años. Hoy aún hay controversia si en los seres humanos la generación de neuronas puede continuar hasta el final de la vida.

Pero un grupo de investigadores de la Argentina y los Estados Unidos aportó conocimiento clave para enriquecer el debate. Consiguieron hacer el primer mapa de los factores de transcripción, es decir, genes que regulan la expresión de otros genes, que se van prendiendo y apagando durante el proceso que lleva a que nuevas neuronas se integren en una zona del cerebro adulto.

Significa que describieron el camino por el cual se producen nuevas neuronas en la zona del hipocampo, un área del cerebro que se altera en los casos de personas con enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y otras demencias. Publicaron el estudio en la revista Science Advances, de la Asociación Estadounidense para el Avance de las Ciencias.

“Por primera vez tenemos conocimiento de los programas moleculares que controlan el crecimiento de neuronas nuevas en el cerebro adulto. Logramos decodificar la manera en que el ADN se activa en cada fase del desarrollo neuronal. A través de esto. encontramos los eventos más importantes que empujan una célula madre hasta convertirse en neurona madura”, dijo Alejandro Schinder, jefe del Laboratorio de Plasticidad Neuronal en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de Buenos Aires (IIBBA), que depende de la Fundación Instituto Leloir y el Conicet, en Buenos Aires.

“Nuestra investigación se hizo en ratones, y es la primera vez que estudia el proceso de neurogénesis en términos moleculares”, dijo a Infobae la primera autora del trabajo Natalí Rasetto, quien es parte del Laboratorio de Plasticidad Neuronal dirigido por Schinder.

Los resultados pueden contribuir a entender el funcionamiento normal del cerebro adulto y podrían ayudar a pensar cómo prevenir o minimizar situaciones patológicas. “Aportamos una base de datos de genes que puede ayudar a inferir qué sucede en el cerebro adulto humano si se utilizan distintas herramientas computacionales”, agregó Rasetto.

El trabajo fue apoyado por subsidios del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y el Centro Internacional Fogarty de los Estados Unidos y la Agencia Argentina de Promoción Científica y Tecnológica de la Argentina (entre los años 2017 y 2021).

Qué son las neuronas y por qué reciben tanta atención

Las neuronas son células nerviosas que envían mensajes a todo el cuerpo. Están involucradas en diferentes actividades, desde respirar, hablar, comer, caminar o pensar.

En el pasado, la comunidad científica pensaba que cada ser humano nacía con todas las neuronas que iba a tener durante el transcurso de su vida. Sin embargo, la investigación básica en diferentes especies empezó a resquebrajar la idea.

En 1962, el científico Joseph Altman cuestionó esta creencia cuando observó pruebas del nacimiento de neuronas en la región del hipocampo del cerebro de la rata adulta. Más tarde informó de que las neuronas recién nacidas viajaban desde su lugar de nacimiento en el hipocampo a otras partes del cerebro.

Más adelante otro científico, Michael Kaplan, confirmó los hallazgos de Altman en el cerebro de la rata y, en 1983, descubrió en monos adultos las “células precursoras neurales”, con capacidad para convertirse en células cerebrales como las neuronas.

Estos descubrimientos sobre la neurogénesis en el cerebro adulto sorprendieron: otros investigadores que pensaban que no eran ciertos en humanos.

Pero a principios de la década de 1980, un científico que intentaba comprender cómo aprenden a cantar los pájaros empezó a ver cómo la neurogénesis en el cerebro adulto podía tener sentido. Fue el científico argentino Fernando Nottebohm, quien demostró que el número de neuronas en el cerebro anterior de los canarios macho aumentaba drásticamente durante la época de apareamiento.

Si las aves creaban nuevas neuronas que les ayudaban a recordar y aprender, Nottebohm pensó que los cerebros de los mamíferos —como el de los humanos— también podrían hacerlo.

Otros científicos, como Elizabeth Gould, encontraron más tarde evidencias de la existencia de neuronas recién nacidas en una zona distinta del cerebro de los monos, y Fred Gage y Peter Eriksson demostraron que el cerebro humano adulto producía nuevas neuronas en una zona similar.

Dentro de ese camino recorrido, se sumó el grupo del doctor de Schinder que ahora publicó el trabajo en Science Advances.

¿En qué consistió el nuevo estudio?

Ya habían descrito cómo una neurona nueva se conecta con el circuito de un cerebro ya formado: necesita ocho semanas para completar su desarrollo e integrarse.

Pero quisieron averiguar cuáles eran los genes responsables de los cambios que ocurren durante ese proceso, contó Rasetto “para estudiar los conjuntos de genes que guiaban el desarrollo de neuronas en el hipocampo de un cerebro adulto”.

En el modelo animal, estudiaron los genes de casi 40.000 neuronas de distintas edades. Para eso utilizaron una estrategia de datación precisa de nacimiento, que permitió seguir el desarrollo de las neuronas recién generadas por medio de la secuenciación de ARN de núcleo único.

Determinaron que, según los genes que se van expresando a lo largo de ocho semanas, las nuevas neuronas pasan por cuatro estados principales:

• Células madre neurales quiescentes
• Células proliferativas
• Células granulares inmaduras postmitóticas
• Células granulares maduras

En el trabajo también colaboraron Damiana Giacomini, Ariel Berardino, Maximiliano Beckel, Ariel Chernomoretz, y Paola Arlotta, quien trabaja en el departamento de Células Madre y Biología Regenerativa de la Universidad de Harvard.

En diálogo con Infobae, Guillermo López Lluch, investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo en la Universidad Pablo Olavide, en Sevilla, España, comentó sobre el estudio publicado en Science Advances: “Se trata de un trabajo interesante que aporta el paso a paso del proceso de maduración de una célula madre a una neurona madura en el giro dentado del hipocampo. En el futuro, los resultados podrían ser usados en el desarrollo de un potencial tratamiento, pero aún no lo sabemos”.

López Lluch señaló que los resultados suman para el debate que hay. “Por un lado, hay quienes apuestan más al conocimiento de la neurogénesis. Pero esas nuevas células parecen estar localizadas solo en zonas muy específicas del cerebro, por lo que su capacidad para regenerar todo el cerebro es nula. Otro campo es el de la neuroplasticidad, que es la capacidad para establecer nuevas conexiones entre neuronas. Quizá este campo puede aportar más herramientas terapéuticas en el futuro”.

De acuerdo con el experto “por el momento no se puede inducir el aumento de nuevas neuronas en el cerebro humano, pero cada vez hay más evidencias de que la nutrición saludable, la actividad física y la actividad social ayudan a preservar la neuroplasticidad o al menos, a mantenerla el mayor tiempo posible y desacelerar su deterioro”.

En tanto, el médico neurólogo Raúl Arizaga, ex-líder del grupo de investigación de demencias de la Federación Mundial de Neurología, opinó, en diálogo con Infobae: “Los investigadores hicieron un excelente trabajo, que analiza posibles mecanismos intervinientes en la neurogénesis en el hipocampo. Aportaron luz sobre ese complejo proceso que durante siglos se consideró no existente”.

Poder desentrañar los secretos de la neurogénesis adulta llevará, por un lado, a la comprensión de las diferentes modalidades de envejecimiento de diferentes cerebros y, por otro, colaborará con futuras líneas de tratamiento, predicción y prevención de patologías neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, sostuvo Arizaga.