A medida que el cerebro envejece, la expresión génica de las células gliales cambia la mayoría
Oligodendrocitos (verde) en el cerebro de un ratón adultoWIKIMEDIA, OLEG TSUPYKOVLas enfermedades neurodegenerativas a menudo se asocian con el envejecimiento. Para saber qué sucede dentro del cerebro que envejece y obtener potencialmente información relevante para la salud humana, los investigadores examinaron patrones de expresión génica en muestras de cerebro post mortem. En general, los investigadores encontraron que la expresión génica de las células gliales cambió más con la edad que la de las neuronas. Estos cambios en la expresión génica fueron más significativos en el hipocampo y la sustancia negra, regiones dañadas en las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, respectivamente, según el estudio publicado hoy (10 de enero) en Cell Reports.
“Por lo general, nos hemos concentrado en las neuronas para los estudios de demencia, ya que son las células involucradas en el procesamiento cerebral y los recuerdos. [Este] estudio demuestra que es probable que la glía sea igualmente importante” los coautores del estudio Jernej Ule y Rickie Patani del Francis Crick Institute y University College London escribieron en un correo electrónico a The Scientist.
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El esfuerzo de los autores en este trabajo integral es un tour de force genómico, que muestra que, en general, las células no neuronales experimentan cambios en la expresión génica a una escala mayor de lo que se pensaba anteriormente en el envejecimiento, Andras Lakatos, neurocientífico de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, que no participó en el estudio, escribió en un correo electrónico. Este hallazgo coloca a las células gliales nuevamente en el centro del escenario de importancia funcional en condiciones neurodegenerativas en las que el envejecimiento conlleva un riesgo comprobado.
Anteriormente, los científicos habían producido resultados contradictorios sobre cómo las poblaciones de células gliales, incluidos los astrocitos, que alimentan las neuronas; microglia, las células inmunitarias del cerebro; y oligodendrocitos, que forman vainas de mielina que cambian a medida que el cerebro envejece. Según los autores, el presente estudio, que utilizó datos de expresión génica basados en matrices y muestras de tejido del Consorcio de Expresión Cerebral del Reino Unido y el Consorcio de Expresión Génica de América del Norte, representa el mayor análisis del envejecimiento y la expresión génica en el cerebro humano.
Los investigadores examinaron los datos de expresión génica de 10 regiones cerebrales de 480 muestras de cerebro de personas que murieron entre los 16 y los 106 años de edad y que no habían sido diagnosticadas con una enfermedad neurodegenerativa. Basándose en datos previos sobre los genes expresados por diferentes tipos de células, el equipo clasificó los genes expresados en específicos de las neuronas y específicos de la glía. La expresión génica cambió en mayor medida con la edad en las células gliales que en las neuronas, encontraron los investigadores. En general, los genes específicos de neuronas y oligodendrocitos mostraron una expresión disminuida con la edad, mientras que la expresión de genes específicos de microglía aumentó con la edad. Los cambios de expresión de genes específicos de astrocitos fueron más complejos, aumentando con la edad en algunas áreas del cerebro y disminuyendo con la edad en otras.
Para determinar si los cambios relacionados con la edad en el número de células neuronales y gliales afectaban los resultados de la expresión génica, el Los investigadores utilizaron imágenes para contar varios tipos de células en muestras de tejido de las cortezas frontales de cerebros jóvenes y mayores. De acuerdo con los resultados de la expresión génica, el número de oligodendrocitos disminuyó con la edad. El número de neuronas grandes también disminuyó con la edad. Los investigadores concluyeron que los cambios en la expresión génica en neuronas y oligodendrocitos son atribuibles tanto a cambios en el número de células como a los niveles de expresión en células individuales.
La expresión de genes específicos de células gliales predecía mejor la edad que eso. de las neuronas, encontraron los investigadores, lo que subraya la relevancia de las células no neuronales para el envejecimiento. A medida que las personas envejecían, los patrones de expresión génica de las células gliales en diferentes regiones del cerebro se volvieron cada vez más similares, como si las células gliales estuvieran perdiendo sus identidades basadas en regiones, señalaron los autores.
Las células gliales parecen tener una especie de crisis de identidad a medida que envejecemos, ya que sus patrones de expresión se vuelven más similares en todo el cerebro, escribieron Ule y Patani.
Este efecto fue más fuerte en el hipocampo y la sustancia negra. Por ejemplo, los genes específicos de oligodendrocitos se expresan en patrones muy diferentes para estas dos regiones en el cerebro joven, pero en el cerebro viejo adquieren un patrón similar, señalaron los coautores.
Este trabajo revela nuevos eventos regulados espacialmente que ocurren únicamente en abundantes subtipos gliales, como los astrocitos y los oligodendrocitos, lo que brinda más información pionera y posibles explicaciones de por qué la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson afectan regiones cerebrales específicas en su inicio, escribió Lakatos.
En general, dijeron Ule y Patani, los resultados de este estudio sugieren que los científicos deberían centrarse más en las interacciones de las neuronas con la glía en futuros estudios sobre la enfermedad de Alzheimer y Parkinson.
L . Soreq et al., Los cambios importantes en la identidad regional glial son un sello transcripcional del envejecimiento del cerebro humano, Cell Reports, doi:10.1016/j.celrep.2016.12.011, 2017.
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