ARRIBA: Marcar c\u00e9lulas madre hipocampales de ratones adultos que expresan el marcador proteico GFAP+ y la timidina quinasa permite a los investigadores destruir las c\u00e9lulas y observar el comportamiento de los animales cuando sus cerebros ya no sufren neurog\u00e9nesis. FLICKR, JASON SNYDER<\/p>\n
En marzo de 2018, los investigadores reportaron evidencia que sugiere que los humanos adultos no generan nuevas neuronas en el hipocampo, el epicentro cerebral del aprendizaje y la memoria. El resultado contradijo dos d\u00e9cadas de trabajo que dec\u00edan que los adultos humanos en realidad desarrollan nuevas neuronas all\u00ed, y revel\u00f3 la necesidad de nuevas y mejores herramientas para estudiar la neurog\u00e9nesis, dijo a el presidente del Instituto Salk, Fred Gage, quien gener\u00f3 evidencia fundamental para la neurog\u00e9nesis humana adulta. El cient\u00edfico<\/em> en ese momento.<\/p>\n Desde que se public\u00f3 ese estudio, varios otros equipos han usado t\u00e9cnicas similares pero han llegado a conclusiones diferentes, publicando evidencia de que los humanos adultos s\u00ed desarrollan nuevas neuronas en el hipocampo, incluso a la edad de 99 a\u00f1os. A pesar de los resultados equ\u00edvocos, Maura Boldrini, neurocient\u00edfica de la Universidad de Columbia, y varios otros neurocient\u00edficos le dicen a The Scientist<\/em> creen que la neurog\u00e9nesis ocurre en el cerebro humano adulto, lo que refuerza el aprendizaje y la memoria y posiblemente tambi\u00e9n nuestro estr\u00e9s y las respuestas emocionales.<\/p>\n La neurog\u00e9nesis es fundamentalmente importante para que el cerebro reaccione a todo tipo de d diferentes insultos y prevenir problemas neurol\u00f3gicos y psiqui\u00e1tricos, dice Boldrini. Debido a su papel en la funci\u00f3n cerebral, los investigadores quieren aprender c\u00f3mo funciona la neurog\u00e9nesis para usarla potencialmente en el tratamiento de traumatismos cerebrales, neurodegeneraci\u00f3n, trastornos psiqui\u00e1tricos, como la depresi\u00f3n, y posiblemente incluso los efectos nocivos del envejecimiento.<\/p>\n El crecimiento de nuevas neuronas est\u00e1 bien estudiado en animales reci\u00e9n nacidos y adultos, especialmente roedores. Hay una neurog\u00e9nesis prol\u00edfica a medida que se desarrolla el cerebro, que luego cae y se estabiliza en la edad adulta, ocurriendo solo en \u00e1reas particulares del cerebro. Los ex\u00e1menes de tejido humano post mortem sugieren que el proceso es similar en las personas, seg\u00fan los marcadores de anticuerpos que marcan los progenitores neurales y las neuronas j\u00f3venes. Pero esas se\u00f1ales pueden ser dif\u00edciles de detectar en las c\u00e9lulas preservadas, y la brecha de tiempo entre la muerte de un donante y cuando su tejido se fija y analiza puede afectar la confiabilidad de los marcadores, dicen los cient\u00edficos, lo que podr\u00eda explicar las disparidades en los hallazgos entre diferentes estudios.<\/p>\n Para obtener una imagen fiable del alcance de la neurog\u00e9nesis en adultos, los cient\u00edficos est\u00e1n buscando una variedad de nuevas herramientas. Combinar las t\u00e9cnicas de detecci\u00f3n directa, como la secuenciaci\u00f3n del ARN, con t\u00e9cnicas indirectas, como la fMRI, dice Boldrini, indicar\u00e1 qu\u00e9 es realmente real en lo que respecta a la capacidad del cerebro humano para generar nuevas neuronas.<\/p>\n En un estudio reciente, Boldrini y sus colegas encontraron que la circunvoluci\u00f3n dentada, una regi\u00f3n del hipocampo donde ocurre la neurog\u00e9nesis, es m\u00e1s grande en las personas que fueron m\u00e1s resistentes al estr\u00e9s de la vida temprana. , como el abuso o la separaci\u00f3n de sus padres. Tienen m\u00e1s c\u00e9lulas en la regi\u00f3n, m\u00e1s neuronas y probablemente m\u00e1s neurog\u00e9nesis, dice.<\/p>\n Por supuesto, se\u00f1ala Boldrini, el estudio tiene limitaciones. Ella y sus colegas estaban trabajando con tejido de cerebros de pacientes fallecidos, lo que trae consigo los desaf\u00edos de la preservaci\u00f3n y las limitaciones del estudio de las c\u00e9lulas muertas. Los estudios en tejido post mortem han hecho que sea extremadamente dif\u00edcil evaluar si los tratamientos, especialmente en los trastornos psiqui\u00e1tricos, son efectivos, explica Boldrini. Es por eso que los colegas en su departamento y en otros laboratorios de todo el mundo han estado trabajando para desarrollar resonancia magn\u00e9tica funcional como una forma de rastrear los cambios neuronales que se correlacionan con la actividad de la red relacionada con la neurog\u00e9nesis en pacientes vivos. <\/p>\n La neurog\u00e9nesis es fundamentalmente importante para que el cerebro reaccione a todo tipo de agresiones diferentes y prevenga problemas neurol\u00f3gicos y psiqui\u00e1tricos.<\/p>\n Maura Boldrini, Universidad de Columbia<\/p><\/blockquote>\n Ella y sus colegas, por ejemplo, est\u00e1n rastreando c\u00f3mo diferentes regiones del hipocampo en pacientes con depresi\u00f3n se conectan con otras regiones del cerebro antes y despu\u00e9s del tratamiento antidepresivo. Sin embargo, las mediciones son indirectas, por lo que si el equipo ve una mayor conectividad, no puede concluir de inmediato que hay una mayor neurog\u00e9nesis. Se puede decir que hay una mayor plasticidad, explica Boldrini, que podr\u00eda formarse por el brote de dendritas o la formaci\u00f3n de nuevas neuronas. Lo mismo ocurre si la regi\u00f3n crece en volumen, lo que podr\u00eda ser causado por un aumento de los capilares sangu\u00edneos o, de nuevo, por el crecimiento de nuevas neuronas. Lo que est\u00e1 generando el cambio no se puede descifrar de los resultados, explica.<\/p>\n Estudios en roedores adultos han utilizado MRI para visualizar la migraci\u00f3n de c\u00e9lulas madre neurales en el cerebro, pero es necesario etiquetarlas con Agentes de contraste de resonancia magn\u00e9tica que se inyectan directamente en las regiones neurog\u00e9nicas, una t\u00e9cnica no adecuada para su uso en humanos.<\/p>\n La espectroscopia de resonancia magn\u00e9tica, sin embargo, no es invasiva y mide los cambios bioqu\u00edmicos en el cuerpo y el cerebro. Los cient\u00edficos dicen que creen que podr\u00eda darles una pista sobre c\u00f3mo funciona la neurog\u00e9nesis en humanos vivos, si pudieran identificar un biomarcador espec\u00edfico para las c\u00e9lulas madre neurales o las c\u00e9lulas progenitoras neurales. En 2007, un equipo anunci\u00f3 que hab\u00eda identificado un biomarcador metab\u00f3lico que pod\u00edan detectar en animales vivos, y posiblemente en humanos vivos, para rastrear la neurog\u00e9nesis in vivo. Eso sin duda ser\u00eda muy atractivo para seguir c\u00f3mo se ve afectada la extensi\u00f3n de la neurog\u00e9nesis en un individuo a lo largo del tiempo o, por ejemplo, en respuesta a una enfermedad o medicaci\u00f3n, escribe Jonas Frisn, bi\u00f3logo molecular y cient\u00edfico de c\u00e9lulas madre del Instituto Karolinska en Suecia, en un art\u00edculo. correo electr\u00f3nico a El cient\u00edfico<\/em>. Sin embargo, dice, ese estudio ha sido dif\u00edcil de reproducir y, lamentablemente, ese campo a\u00fan no ha despegado en absoluto.<\/p>\n Otra opci\u00f3n en proceso es la imagen PET, una t\u00e9cnica del equipo de Yosky Kataoka en RIKEN. Institute ha estado trabajando para identificar un nuevo crecimiento neuronal en personas vivas. Hace tres a\u00f1os, \u00e9l y sus colegas informaron que rastrearon con \u00e9xito la proliferaci\u00f3n de nuevas c\u00e9lulas en las regiones neurog\u00e9nicas de los cerebros de ratas utilizando el trazador PET 3-desoxi-3-[18F]fluoro-l-timidina y un f\u00e1rmaco llamado probenecid. El f\u00e1rmaco es un tratamiento para la gota que parece mejorar la capacidad del marcador para cruzar la barrera hematoencef\u00e1lica. El marcador y el f\u00e1rmaco juntos permitieron a los investigadores obtener im\u00e1genes de la circunvoluci\u00f3n dentada y la zona subventricular, las dos regiones del cerebro de roedores adultos donde tiene lugar la neurog\u00e9nesis, y visualizar cuantitativamente la actividad neurog\u00e9nica en los animales. El equipo dice que ahora est\u00e1 probando la t\u00e9cnica en primates no humanos adultos, con la intenci\u00f3n de usarla eventualmente en humanos.<\/p>\n Con PET , el desaf\u00edo es encontrar un marcador lo suficientemente peque\u00f1o como para que pueda inyectarse en la sangre, atravesar la barrera hematoencef\u00e1lica y llegar al cerebro para unirse a alguna mol\u00e9cula espec\u00edfica que sea espec\u00edfica de las c\u00e9lulas madre, dice Boldrini. Todav\u00eda estamos tratando de encontrar marcadores que sean espec\u00edficos de c\u00e9lulas madre.<\/p>\n Identificar tal especificidad requiere una investigaci\u00f3n m\u00e1s profunda de c\u00e9lulas madre neurales. El cerebro tiene una tremenda heterogeneidad, muchos, muchos tipos de c\u00e9lulas diferentes. Y si no observa cada tipo de c\u00e9lula, no puede apreciar la complejidad y heterogeneidad del cerebro, dice Hongjun Song, neurocient\u00edfico de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. Incluso el mismo tipo de c\u00e9lula, se\u00f1ala, puede estar en diferentes estados, por lo que, por ejemplo, las c\u00e9lulas madre neurales pueden estar en un estado activo, proliferando r\u00e1pidamente y convirti\u00e9ndose en nuevas neuronas, o en un estado inactivo, rara vez se dividen y cuando lo hacen, quedando como c\u00e9lulas madre. A pesar de sus distintas actividades, las c\u00e9lulas en estos diferentes estados a\u00fan pueden expresar las mismas prote\u00ednas marcadoras, lo que dificulta su diferenciaci\u00f3n sin un an\u00e1lisis de una sola c\u00e9lula, como la secuenciaci\u00f3n del ARN de una sola c\u00e9lula.<\/p>\n Una reconstrucci\u00f3n tridimensional de nueve mil\u00edmetros c\u00fabicos del hipocampo de rat\u00f3n, una parte del cerebro involucrada en la memoria, perfilada con Slide-seq. Los diferentes tipos de c\u00e9lulas se muestran en rojo, verde y azul. Laboratorios Chen y Macosko, cortes\u00eda del Instituto Broad del MIT y Harvard<\/p>\n La pregunta que creo que todos estaban interesados en el cerebro humano es si realmente tenemos c\u00e9lulas con c\u00e9lulas madre \u00bfPropiedades celulares o neuronas inmaduras? Creo que probablemente haya menos debate sobre si tenemos esas c\u00e9lulas o no, dice Song. La pregunta es . . . \u00bfSon los mismos que en los roedores o son muy diferentes a los de los roedores? La secuenciaci\u00f3n de una sola c\u00e9lula nos permitir\u00e1 obtener ese tipo de visi\u00f3n imparcial.<\/p>\n Aislar c\u00e9lulas precursoras neuronales en el cerebro humano no es f\u00e1cil. Es muy diferente a hacerlo en roedores, explica Song. En cerebros de animales, los investigadores pueden etiquetar las c\u00e9lulas madre neuronales cuando el roedor est\u00e1 vivo, y luego extraer y estudiar esas c\u00e9lulas con secuenciaci\u00f3n de ARN, lo que \u00e9l y sus colegas hicieron en 2015, revelando los transcriptomas de los tallos neurales y las c\u00e9lulas en las que maduran en el adulto. hipocampo de rat\u00f3n. En humanos, sin embargo, los investigadores nuevamente tienen que trabajar con tejido cerebral post mortem y no pueden etiquetar las c\u00e9lulas mientras el paciente est\u00e1 vivo. En cambio, los cient\u00edficos tienen que ir c\u00e9lula por c\u00e9lula en busca de progenitores neurales. El cerebro humano, agrega Song, es mucho m\u00e1s grande que el cerebro del rat\u00f3n, por lo que las c\u00e9lulas son m\u00e1s escasas y est\u00e1n m\u00e1s separadas. Tienes que pasar por muchas, muchas c\u00e9lulas para encontrarlas en humanos, dice Song.<\/p>\n Su equipo y otros, incluidos Boldrinis y Frisns, han estado trabajando en la secuenciaci\u00f3n de ARN en cerebros humanos post mortem durante varios a\u00f1os. y Boldrini dice que una nueva t\u00e9cnica desarrollada por cient\u00edficos de la Universidad de Harvard y el MIT en marzo podr\u00eda ayudar a clasificar las c\u00e9lulas nerviosas del hipocampo humano. Llamada Slide-seq, la t\u00e9cnica utiliza la secuenciaci\u00f3n gen\u00e9tica para dibujar mapas de tejido en 3D que identifican un tipo de c\u00e9lula, funci\u00f3n y ubicaci\u00f3n en muestras de tejido. Hasta ahora, solo se ha probado en tejido de rat\u00f3n, pero puede resultar prometedor para el estudio de c\u00e9lulas madre neurales y neuronas reci\u00e9n creadas, dice Boldrini.<\/p>\n Ashley Yeager es editora asociada de <\/em> El cient\u00edfico. Env\u00edele un correo electr\u00f3nico a ayeager@the-scientist.com.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: Marcar c\u00e9lulas madre hipocampales de ratones adultos que expresan el marcador proteico GFAP+ y la timidina quinasa permite a los investigadores destruir las c\u00e9lulas y observar el comportamiento de los animales cuando sus cerebros ya no sufren neurog\u00e9nesis. 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