Las raíces de los trastornos mentales y neurodegenerativos se encuentran en la formación de células cerebrales fetales

El origen de algunos trastornos neuropsiquiátricos, como el autismo, el trastorno bipolar o la depresión, así como de algunas enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, podría encontrarse en etapas muy tempranas del desarrollo cerebral fetal. Es decir, antes de lo que se creía, según un estudio del Instituto de Investigación del Hospital del Mar y la Universidad de Yale, publicado en la revista Nature Communications.

El trabajo se ha centrado “en encontrar el origen de las enfermedades mentales en las etapas más tempranas del desarrollo fetal, especialmente en las células madre cerebrales”, explica el doctor Gabriel Santpere, investigador del Programa Miguel Servet y coordinador del Grupo de Investigación en Neurogenómica del Programa de Informática Biomédica del Istituto Investigaciones Hospital del Mar, grupo colaborador de la Universitat Pompeu Fabra.

Para ello, utilizaron una lista de casi 3000 genes asociados con enfermedades neuropsiquiátricas, patologías neurodegenerativas y malformaciones corticales, y modelaron el efecto de modificarlos en las células implicadas en el desarrollo cerebral. Los resultados muestran que muchos de estos genes ya funcionan en las primeras etapas del desarrollo fetal en las células madre, las precursoras que dan forma al cerebro, creando neuronas y las estructuras que las sustentan.

Lograrlo no fue tarea fácil. Esta etapa del desarrollo cerebral es muy difícil de estudiar. Por ello, los investigadores recopilaron una gran cantidad de datos de cerebros humanos y de ratones, así como datos de modelos celulares in vitro.

Como señala la Dra. Nicola Micali, investigadora asociada del laboratorio del Dr. Pasko Rakic en Yale y codirectora del estudio: «Los científicos suelen estudiar los genes de las enfermedades mentales en adultos, pero en este trabajo descubrimos que muchos de estos genes ya están activos en las primeras etapas del desarrollo cerebral fetal, y que los cambios en ellos pueden afectar el desarrollo cerebral y contribuir a trastornos mentales más adelante en la vida».

El estudio modeló redes reguladoras específicas para cada tipo celular involucrado en el desarrollo cerebral para observar cómo la activación o desactivación de los genes analizados, asociados con diferentes enfermedades cerebrales, afecta a las células progenitoras en diferentes etapas. Esto les permitió observar la importancia de cada gen en el desarrollo de trastornos que causan diferentes enfermedades. La lista abarca desde la microcefalia y la hidrocefalia hasta el autismo, la depresión, el trastorno bipolar, la anorexia o la esquizofrenia, e incluye también el Alzheimer y el Parkinson.

Se ha descubierto que todas estas patologías involucran genes que intervienen en las primeras fases del desarrollo cerebral, cuando las células madre neuronales están activas. «Estamos abarcando una amplia gama de enfermedades que el cerebro puede padecer y estudiando cómo se comportan los genes implicados en estas afecciones en las células madre neuronales», añade Joel Mato-Blanco, investigador del Instituto de Investigación del Hospital del Mar.

Al mismo tiempo, señala que el trabajo “identifica las ventanas temporales y los tipos de células en los que la acción de estos genes es más significativa, indicando cuándo y dónde apuntar la función de estos genes”.

Disponer de esta información “es útil para comprender el origen de las enfermedades que afectan a la corteza cerebral, es decir, cómo los cambios genéticos se transforman en estas patologías”, afirma el doctor Santpere.

Comprender estos mecanismos y el papel de cada gen en cada enfermedad puede ayudar a desarrollar terapias dirigidas a ellos, abriendo oportunidades para la terapia genética y el tratamiento personalizado.