✨︎ Resumen (TL;DR):
- Investigadores de Harvard Medical School y Boston Children’s Hospital hallaron una proporción menor de neuronas con alteraciones genéticas extensas en muestras posteriores al nacimiento que en tejido fetal.
- El primer método registró 25.9% en muestras prenatales y 6.2% en muestras posteriores al nacimiento; el segundo obtuvo 33.1% y 7.2%.
- El equipo propone que la capacidad de formar conexiones podría influir en la supervivencia de esas neuronas, pero el estudio no demuestra una causa directa.
Un equipo con investigadores de Harvard Medical School y Boston Children’s Hospital encontró una proporción menor de neuronas con alteraciones genéticas extensas en muestras cerebrales posteriores al nacimiento que en tejido fetal. El estudio, publicado en Nature, sugiere que la capacidad de esas células para formar conexiones podría influir en su supervivencia, aunque los datos no prueban que una falla en las conexiones cause directamente su eliminación.
El análisis se concentró en neuronas con cambios extensos que afectaban a varios cromosomas. No examinó cualquier diferencia genética que pueda aparecer en una célula.
Las variantes en el número de copias son un tipo de alteración genética que aparece cuando una célula tiene fragmentos de ADN duplicados o ausentes. El equipo buscó ese tipo de cambios en células individuales del cerebro humano.
La diferencia aparece al comparar tejido fetal y postnatal
Los investigadores secuenciaron 2,357 neuronas individuales de tejido cerebral humano post mortem mediante dos métodos. Después de aplicar filtros de calidad y seleccionar las muestras, la comparación principal incluyó 948 neuronas analizadas con el primer método y 659 con el segundo.
Con el primer método, las muestras prenatales procedían de 9 donantes de entre 14 y 25 semanas de gestación. Las 7 muestras posteriores al nacimiento correspondían a personas desde la infancia hasta los 90 años o más.
Ese análisis encontró un promedio de 25.9% de neuronas con alteraciones extensas en las muestras prenatales, frente a 6.2% en las posteriores al nacimiento. El porcentaje prenatal varió entre 12.7% y 46%, según la muestra.
El 6.2% agrupa edades posteriores al nacimiento, incluidas personas adultas. No es una cifra exclusiva de recién nacidos. En las muestras de 0 a 2 años, el promedio fue de 7.1%.
El segundo método examinó el ADN con mayor profundidad y encontró la misma dirección general: 33.1% en las muestras prenatales frente a 7.2% en las posteriores al nacimiento. Los porcentajes no son idénticos, pero ambas comparaciones apuntan hacia una proporción menor después del nacimiento.
Estas cifras describen la proporción de neuronas con ese tipo de alteraciones en cada grupo de muestras. Por sí solas, no indican qué porcentaje de todas las neuronas fue eliminado ni permiten saber en qué momento exacto desaparecieron las células.
Las conexiones podrían influir en la supervivencia
Para investigar el mecanismo, los autores analizaron por separado 44,861 núcleos de células procedentes de 8 cerebros. Las neuronas con muchas variantes tendían a mostrar una actividad alterada en genes relacionados con la formación y el mantenimiento de las sinapsis, las conexiones mediante las cuales se comunican las neuronas.
Durante el desarrollo, las neuronas establecen conexiones y compiten por ellas. El equipo plantea que los cambios genéticos extensos podrían dificultar ese proceso y reducir la probabilidad de que algunas células sobrevivan. En una parte de esas neuronas también observó menor actividad de genes sinápticos y mayor actividad de rutas asociadas con la muerte celular.
Diane Shao, neuróloga de Boston Children’s Hospital y coautora principal, dijo en un comunicado de Harvard Medical School reproducido por News-Medical: “El cerebro está seleccionando a favor de la integridad genómica”.
La comparación utilizó tejidos de personas diferentes. No siguió a las mismas neuronas desde la gestación hasta después del nacimiento. Por eso, los resultados respaldan la hipótesis de selección, pero no prueban que una falla en las conexiones sea la causa directa de la eliminación.
Además, la escasez de muestras del tercer trimestre impidió evaluar, al final de la gestación, uno de los grupos celulares que identificó el equipo.
El vínculo con los trastornos del neurodesarrollo sigue abierto
Los investigadores encontraron menos alteraciones en regiones que contienen genes asociados con el desarrollo neuronal y el autismo. Ese resultado les da una razón para estudiar si el proceso de selección funciona de otra manera en algunos trastornos del neurodesarrollo.
El trabajo no demuestra que una eliminación alterada de neuronas cause autismo o epilepsia. Tampoco establece una prueba diagnóstica ni un tratamiento. El estudio encontró variantes que persisten después del nacimiento, así que una diferencia genética en una neurona no equivale por sí sola a una enfermedad.
Los autores sénior Peter Park y Christopher Walsh indicaron en su declaración de intereses que forman parte del consejo científico de Bioskryb Genomics. Walsh declaró además vínculos financieros con otras empresas. Los autores de un trabajo de 2021 sobre la técnica utilizada en la segunda comparación señalaron que Bioskryb comercializaba ese método.
La investigación ofrece una forma de examinar cambios genéticos célula por célula durante el desarrollo cerebral. La pregunta pendiente es cómo se eliminan esas neuronas y si la selección cambia en personas con trastornos del neurodesarrollo.
