En el síndrome de Down, el cerebro empieza a desarrollarse de forma distinta ya en etapas tempranas del embarazo. Así lo revela una nueva investigación publicada en Science que ha conseguido elaborar un detallado mapa celular sobre cómo la trisomía altera el desarrollo del cerebro humano antes del nacimiento.
Un estudio publicado en ‘Science’ ha analizado más de 100.000 células de neocórtex humanos en las semanas 13 a 23 de gestación, cuando se generan las neuronas corticales
En el síndrome de Down, el cerebro empieza a desarrollarse de forma distinta ya en etapas tempranas del embarazo. Así lo revela una nueva investigación publicada en Science que ha conseguido elaborar un detallado mapa celular sobre cómo la trisomía altera el desarrollo del cerebro humano antes del nacimiento.
El trabajo ha analizado más de 100.000 células de neocórtex humanos en las semanas 13 a 23 de gestación, cuando se generan las neuronas corticales en el cerebro. Las muestras procedían de 26 donantes, tanto con síndrome de Down como sin la trisomía en el cromosoma 21.
La investigación, que se valió de técnicas de genómica de células individuales, ha permitido observar cómo la trisomía 21 rompe la secuencia de desarrollo de los diversos tipos de neuronas, lo que podría explicar las diferencias posteriores en la cognición que tienen muchas personas con síndrome de Down. Los autores advierten que su trabajo no tendrá aplicaciones clínicas a corto plazo, pero esperan que pueda aprovecharse para generar fármacos específicos dirigidas a la afectación cognitiva o para crear terapias génicas.
«Por primera vez podemos intentar comprender de forma sistemática lo que ocurre en el cerebro en desarrollo de las personas con síndrome de Down», ha señalado, en un comunicado, Luis de la Torre-Ubieta, investigador de la Universidad de California Los Ángeles (UCLA) y principal firmante del trabajo.
Para José Ramón Alonso, catedrático de Biología Celular de la Universidad de Salamanca e investigador principal en el Instituto de Neurociencias de Castilla y León, «el trabajo es excelente, las conclusiones son importantes y suponen un claro avance en nuestra comprensión de las alteraciones que se producen durante el desarrollo prenatal en el cerebro de una persona con síndrome de Down».
«Asumimos desde hace décadas que el cerebro de una persona con síndrome de Down presenta diferencias frente a una persona neurotípica: menor volumen total, menor volumen del cerebelo e hipocampo y menor densidad neuronal en la corteza cerebral. Este artículo aclara en buena medida qué está pasando, incluyendo variaciones en tipos neuronales. Estas diferencias generan cambios funcionales como una discapacidad cognitiva leve-moderada, dificultades en memoria y habla y una alta predisposición a sufrir en la madurez, en torno a los 60 años, la enfermedad de Alzheimer. Este trabajo sienta las bases para una mejor comprensión de la mecanística patológica de estos procesos, en particular un incremento de las neuronas intratelencefálicas y un descenso de las neuronas corticotalámicas», ha señalado en declaraciones a Science Media Center España (SMC).
También alaba la calidad de la investigación Mara Dierssen, neurobióloga experta en síndrome de Down, líder del Grupo de Neurobiología Celular y de Sistemas del Centro de Regulación Genómica (CRG), presidenta del Consejo Español del Cerebro y de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia. «El trabajo relaciona la trisomía 21 con cambios en los tipos celulares y en los programas moleculares que regulan su funcionamiento, y lo demuestra directamente en tejido humano con una alta resolución, sin precedentes en el campo del síndrome de Down», indica a SMC. Aun así, advierte, «es importante recordar que se trata de un estudio descriptivo y no establece relaciones causales directas con los déficits cognitivos».
Según explica Dierssen, una de sus conclusiones más sólidas que presenta la investigación es que en las personas con síndrome de Down «se generan las neuronas en un momento inadecuado, y de forma acelerada, lo que lleva a un agotamiento prematuro de las células progenitoras. Como consecuencia, aunque la producción de neuronas se adelanta, el número total final puede verse reducido, y además no siempre se generan los tipos neuronales adecuados en el momento correcto, alterando el equilibrio entre los distintos tipos neuronales. Este hallazgo es especialmente relevante porque ofrece una posible explicación al menor tamaño cerebral observado en las personas con síndrome de Down y encaja muy bien con estudios previos, incluidos algunos de nuestro laboratorio».
Además, la investigación también muestra «un cambio importante en la arquitectura de los circuitos: hay menos neuronas implicadas en regular la entrada de información y más neuronas que podrían favorecer un mayor trasiego de información dentro de la corteza, lo que podría dar lugar a redes menos eficientes y más ‘ruidosas'».
Pese a la relevancia de este trabajo, concluye Dierssen, «conviene ser prudentes. El número de muestras es limitado y no permite captar toda la variabilidad del síndrome de Down, y abarca un periodo amplio del desarrollo, entre las semanas 13 y 26 de gestación, que es crítico para la formación de la corteza cerebral. El número de casos por cada intervalo de desarrollo es reducido, lo que dificulta analizar con precisión las dinámicas finas. A corto plazo, este tipo de estudios será clave para entender mejor los mecanismos celulares y validar modelos experimentales. A largo plazo, puede ayudar a identificar posibles dianas terapéuticas, pero todavía estamos lejos de aplicaciones clínicas y no hay que generar expectativas irreales».
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