Los investigadores han desarrollado nuevos métodos de secuenciación de células individuales que podrían usarse para mapear los orígenes celulares de varios trastornos cerebrales, incluidos el Alzheimer, el Parkinson, la esquizofrenia y el trastorno bipolar.
Al analizar núcleos individuales de células de cerebros humanos adultos, investigadores de la Universidad de California en San Diego, la Escuela de Medicina de Harvard y el Instituto de Descubrimiento Médico Sanford Burnham Prebys han identificado 35 subtipos diferentes de neuronas y células gliales y descubrieron cuáles de estos subtipos son mássusceptible a factores de riesgo comunes para diferentes enfermedades cerebrales.
"Existen múltiples teorías sobre las raíces de varias enfermedades cerebrales. Nuestros hallazgos nos permiten reducir y clasificar qué tipos de células en el cerebro tienen el mayor riesgo genético para desarrollar estas enfermedades, lo que puede ayudar a los desarrolladores de medicamentos a elegir mejores objetivos enel futuro ", dijo Kun Zhang, profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego y coautor principal del estudio.
Este trabajo se basa en un estudio anterior publicado en Science, que Zhang también codirigió, en el que los investigadores identificaron 16 subtipos de neuronas en la corteza cerebral. Ese estudio fue el primer mapeo a gran escala de la actividad genética en el cerebro humanoy proporcionó una base para comprender la diversidad de las células cerebrales individuales.
"Nuestro objetivo final es producir un atlas celular completo del cerebro humano", dijo Zhang. "Aquí, hemos creado un mapa más completo y más detallado que lo que hemos hecho en nuestro trabajo anterior".
En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron una nueva generación de métodos de secuenciación de células individuales que les permitieron identificar subtipos neuronales adicionales en la corteza cerebral y el cerebelo, e incluso dividir aún más los subtipos neuronales previamente identificados en diferentes clases.Los métodos también permitieron a los investigadores identificar diferentes subtipos de células gliales, lo que no fue posible en el estudio anterior debido al menor tamaño de las células gliales.
El avance fue posible al combinar la secuenciación de ARN de próxima generación con el mapeo de cromatina - mapeo de ADN y proteínas en el núcleo que se combinan para formar cromosomas - para más de 60,000 neuronas individuales y células gliales. El trabajo fue publicado en diciembre.11 pulgadas Biotecnología de la naturaleza .
Utilizando la información de la secuenciación de ARN y los métodos de mapeo de cromatina, los investigadores pudieron mapear qué tipos de células en el cerebro se vieron afectadas por alelos de riesgo comunes, fragmentos de ADN que ocurren con mayor frecuencia en personas con enfermedades genéticas comunes. Los investigadores podrían clasificarlos.qué subtipos de neuronas o células gliales son genéticamente más susceptibles a diferentes enfermedades cerebrales. Por ejemplo, descubrieron que dos subtipos de células gliales, microglia y oligodendrocitos, eran el primero y el segundo con mayor riesgo, respectivamente, de enfermedad de Alzheimer. También identificaronmicroglia como el mayor riesgo de trastorno bipolar, y un subtipo de neuronas excitadoras como el mayor riesgo de esquizofrenia.
"Ahora podemos localizar dónde probablemente comienza la enfermedad", dijo Zhang. "Sin embargo, solo estamos mapeando el riesgo genético. No sabemos el mecanismo preciso de cómo estas células específicas realmente desencadenan la enfermedad".
Una advertencia de este estudio, explicó Zhang, es que analizó principalmente datos de cerebros adultos de 20 a 50 años, por lo que los hallazgos no representan a poblaciones más jóvenes o mayores. Para comprender mejor los trastornos cerebrales que se manifiestan temprano,Por ejemplo, en bebés, como el trastorno del espectro autista, el estudio necesitaría analizar células de cerebros más jóvenes, dijo.
El equipo también planea expandir sus estudios para mapear regiones adicionales del cerebro.
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Materiales proporcionados por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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