¿Qué pasa en el cerebro de una persona con esquizofrenia o autismo?. La pregunta la lanza un equipo de científicos españoles que ha desarrollado “una técnica sencilla, económica y replicable” que permite aislar y estudiar directamente las neuronas implicadas en estos trastornos. El protocolo se centra en las interneuronas GABAérgicas, células esenciales para mantener el equilibrio entre la actividad excitatoria e inhibitoria del cerebro. Su mal funcionamiento se ha relacionado con la esquizofrenia, el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) y los trastornos del espectro autista.
El estudio, publicado en la revista Methods and Protocols, fue realizado por investigadores de la Universidad Francisco de Vitoria, el Laboratorio de Investigaciones Biológicas Profesor Giacomo Rizzolatti, la Universidad Alfonso X el Sabio y el madrileño Hospital Universitario Ramón y Cajal, a través del Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS). El trabajo experimental se llevó a cabo en el Laboratorio de Investigaciones Biológicas Profesor Giacomo Rizzolatti, que lleva el nombre del reconocido neurocientífico descubridor de las neuronas espejo y mentor del doctor Raúl Alelú-Paz, director del laboratorio y uno de los impulsores del estudio.
Tejido cerebral
La nueva técnica, explican, permite obtener estas neuronas a partir de pequeñas muestras de tejido cerebral humano post mortem, sin necesidad de equipamiento sofisticado. “Esto abre la puerta a estudiar, por primera vez de forma directa y accesible, cómo factores como el entorno, el estrés o las experiencias de vida modifican estas células clave”, señalan.
“Queríamos romper una barrera técnica que llevaba dificultando el estudio directo de estas neuronas en humanos”, explica Raúl Alelú-Paz, investigador de la Universidad Francisco de Vitoria y del Hospital Ramón y Cajal a través del IRYCIS. Hasta ahora, señalan los investigadores, era casi imposible saber qué pasaba en el cerebro de una persona con trastorno del espectro autista o enfermedades mentales como la esquizofrenia. La mayoría de los estudios se hacían con modelos animales o tejidos periféricos, como sangre o saliva.
Directoras de orquesta
Las interneuronas GABAérgicas “podrían compararse con las ‘directoras de orquesta del cerebro: no tocan la melodía, pero aseguran que cada instrumento -cada neurona- entre a tiempo y con el volumen adecuado. Cuando estas directoras fallan, el resultado puede ser un caos neuronal: demasiada actividad en algunas zonas, silencio en otras. Se cree que este desequilibrio está detrás de muchos trastornos psiquiátricos“, señalan los autores.
El reto era que estas células, aunque esenciales, son muy difíciles de aislar en tejido cerebral humano. El equipo ha desarrollado un protocolo basado en digestión enzimática, separación celular por densidad y citometría de flujo para aislar núcleos celulares a partir de tan solo 0,1 gramos de tejido cerebral post mortem.
El protocolo se ha validado con tejido de distintos donantes humanos, lo que refuerza su fiabilidad y su utilidad en contextos clínicos, dicen los investigadores
El protocolo se ha validado con tejido de distintos donantes humanos, lo que “refuerza su fiabilidad y su utilidad en contextos clínicos y de investigación diversos”. Además, no requiere equipamiento sofisticado y puede aplicarse incluso en bancos de cerebros con muestras limitadas. El método, conocido como protocolo HIN-Epi (por sus siglas en inglés), ha sido diseñado para ser fácilmente replicable.
“Hemos conseguido extraer información directamente de las neuronas reales, no de tejidos sustitutos. Eso cambia la forma en que podemos aproximarnos a la salud mental desde la biología”, apunta Ariel Cariaga-Martínez, investigador de la Universidad Alfonso X el Sabio y coautor principal del estudio.
Funcionamiento
Uno de los “principales valores” de esta técnica es que permite estudiar modificaciones epigenéticas: pequeños cambios químicos en el ADN que no alteran los genes, pero sí cómo se expresan. Es decir, cómo el entorno -el estrés, la nutrición, la vida misma, apuntan- puede reprogramar silenciosamente el funcionamiento cerebral.
Para demostrarlo, los investigadores analizaron el grado de metilación (una forma de cambio epigenético) del gen GRM3, conocido por su implicación en la esquizofrenia, pero también relacionado con la regulación del glutamato, un neurotransmisor esencial en múltiples procesos mentales. Alteraciones en esta vía se han asociado con diversas condiciones neuropsiquiátricas.
Para asegurarse de que estaban realmente trabajando con interneuronas, el equipo recurrió a otra estrategia: generaron en laboratorio estas mismas neuronas a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs). Estas células fueron programadas para convertirse en interneuronas, y luego compararon su perfil molecular con el de las células extraídas del tejido cerebral. El resultado fue “una coincidencia notable”: ambas poblaciones mostraban los mismos marcadores neuronales, concluyen.
Suscríbete para seguir leyendo