Estudio pionero revela cómo las lesiones en la cabeza pueden conducir a trastornos cerebrales graves
- netmd
- 12 de diciembre de 2018
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17 de noviembre de 2018
Biólogos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han descubierto cómo las lesiones en la cabeza afectan de manera adversa las células individuales y los genes que pueden conducir a trastornos cerebrales graves. De esta forma, los científicos brindaron el primer “atlas” celular del hipocampo, la parte del cerebro que ayuda a regular el aprendizaje y la memoria, cuando se ve afectado por una lesión cerebral traumática. El equipo también propuso candidatos genéticos para tratar enfermedades cerebrales asociadas con lesiones cerebrales traumáticas, como la enfermedad de Alzheimer y el trastorno de estrés postraumático.
Los investigadores estudiaron más de 6,000 células en 15 tipos de células del hipocampo: el primer estudio de tipos de células individuales que sufren traumas cerebrales. Cada célula tiene el mismo ADN, pero los genes que se activan varían entre los diferentes tipos de células. Entre los 15 tipos de células existen dos que se desconocían previamente, cada uno con un conjunto único de genes activos.
“Cada tipo de célula es diferente“, dijo Fernando Gómez-Pinilla, profesor de neurocirugía, biología y fisiología integradora de la UCLA y coautor principal del estudio, que fue publicado en la revista Nature Communications.
Los biólogos descubrieron que cientos de genes se ven afectados adversamente por una lesión cerebral traumática leve, como una conmoción cerebral. Estos genes alterados pueden conducir más tarde a la enfermedad de Alzheimer, Parkinson y otras enfermedades.
Los investigadores reprodujeron una lesión cerebral similar a una conmoción cerebral en ratones y estudiaron a otros que no recibieron una lesión cerebral. Con ello, analizaron miles de células en el hipocampo de ambos grupos de ratones. Sus hallazgos fueron los siguientes:
- Los ratones sin lesión tenían niveles muy bajos en 14 de los 15 tipos de células de un gen llamado Ttr que regula el metabolismo, controla las hormonas tiroideas y realiza otras funciones. Los traumas cerebrales aumentaron el nivel de Ttr en prácticamente todos los tipos de células.
- Llegaron a la conclusión de que Ttr es importante para la salud del cerebro y puede funcionar para llevar más hormona tiroidea al cerebro para mantener el metabolismo. Se inyectó una hormona tiroidea llamada T4 en ratones. T4 mejoró los déficits de aprendizaje inducidos por lesiones cerebrales traumáticas y revirtió los cambios en 93 genes que afectan el aprendizaje y la memoria. Esta inversión en el daño causado por una lesión cerebral traumática es un nuevo hallazgo importante. Después de una lesión cerebral, el metabolismo se reduce sustancialmente. Los biólogos piensan que T4 puede “reiniciar” el metabolismo.
- Los investigadores encontraron evidencia de que al menos 12 de los 15 tipos de células se ven afectados negativamente por un trauma cerebral, algunos más que otros.
- Los científicos pudieron ver cómo los genes que se han relacionado con la enfermedad de Alzheimer actuaron en diferentes tipos de células, proporcionando nuevos detalles sobre dónde actúan estos genes cuando se ven afectados por un trauma cerebral. “Estamos aprendiendo a qué tipo de células nos gustaría dirigirnos en futuras investigaciones“, dijo Xia Yang, autora principal del estudio y profesora asociada de biología y fisiología integradora en la UCLA. “Tal vez los genes relacionados con la enfermedad de Alzheimer no tienen que estar activos en todos los tipos de células“.
- Por primera vez, los biólogos encontraron varios genes que se ven afectados por una lesión cerebral traumática, que recientemente se ha relacionado con el comportamiento neurótico en los seres humanos. La lesión cerebral traumática se ha asociado con depresión, ansiedad y esquizofrenia. Esta investigación podría conducir a nuevos tratamientos para estas condiciones.
- La lesión cerebral puede llevar a lo que se conoce como epilepsia postraumática. Los investigadores encontraron un gen que podría servir como un objetivo potencial para tratar este tipo de epilepsia.
- La lesión cerebral traumática causa cambios en la forma en que las células se comunican entre sí.
“Saber qué genes en qué células están cambiando en una persona en particular puede conducir al tratamiento adecuado para esa persona“, agregó Yang, quien es miembro del Instituto de Biología Cuantitativa y Computacional de la UCLA.
Gomez-Pinilla, quien también es miembro del Centro de Investigación en Lesiones Cerebrales de la UCLA, describe la nueva investigación como un avance en medicina de precisión, que promete tratamientos individualizados para diversas enfermedades cerebrales.
