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El "mapa MUSICAL" muestra que algunas células cerebrales envejecen más rápido
Último revisado: 02.07.2025
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Ingenieros de la Universidad de California en San Diego han descubierto que algunas células cerebrales envejecen más rápido que otras y que son desproporcionadamente abundantes en personas con Alzheimer. Los investigadores también observaron diferencias en el proceso de envejecimiento de ciertas células cerebrales según el género: la corteza cerebral de las mujeres presenta una mayor proporción de oligodendrocitos "viejos" que la de los hombres.
Estos descubrimientos fueron posibles gracias a una nueva técnica llamada MUSIC (mapeo de interacciones de ácidos nucleicos en células individuales), que permite a los investigadores observar el interior de las células cerebrales individuales y mapear las interacciones entre la cromatina (la forma estrechamente enrollada del ADN) y el ARN. Esta técnica permite visualizar estas interacciones a nivel celular y estudiar cómo afectan la expresión génica.
"La música es una herramienta poderosa que nos permite obtener una visión más profunda de los aspectos complejos de la enfermedad de Alzheimer ", dijo el autor principal del estudio, Sheng Zhong, profesor del Departamento de Bioingeniería Shu Chien-Gen Lai en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California, San Diego.
"Esta tecnología tiene el potencial de descubrir nuevos mecanismos moleculares subyacentes a la patología de la enfermedad de Alzheimer, lo que podría allanar el camino para intervenciones terapéuticas más específicas y mejores resultados para los pacientes".
El cerebro humano contiene una red compleja de células que se comunican e interactúan de forma compleja. Dentro de cada una de estas células, los componentes genéticos, como la cromatina y el ARN, interactúan dinámicamente para determinar funciones celulares cruciales. A medida que las células cerebrales crecen y envejecen, estas interacciones entre la cromatina y el ARN cambian. Estos complejos pueden variar considerablemente de una célula a otra, especialmente en las células maduras. Sin embargo, desentrañar las complejidades de estas interacciones sigue siendo un desafío.
Al rescate acudió una técnica llamada MUSIC, que ofrece una ventana al funcionamiento interno de las neuronas individuales. Utilizando MUSIC, el equipo de Zhong analizó muestras cerebrales post mortem, concretamente tejido de la corteza frontal humana, de 14 donantes mayores de 59 años, algunos con enfermedad de Alzheimer y otros sin ella.
Descubrieron que diferentes tipos de células cerebrales exhibían distintos patrones de interacción entre la cromatina y el ARN. Curiosamente, las células con menos interacciones cortas con la cromatina tendían a mostrar signos de envejecimiento y de Alzheimer.
“Al usar esta tecnología innovadora para analizar células individuales, descubrimos que algunas neuronas son más antiguas que otras”, afirmó Zhong. Explicó que las personas con Alzheimer tenían una mayor cantidad de estas neuronas más antiguas que las personas sanas.
Los investigadores creen que el descubrimiento podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos para la enfermedad de Alzheimer.
"Si podemos identificar genes desregulados en estas células viejas y comprender sus funciones en la estructura local de la cromatina, también podremos identificar nuevos objetivos terapéuticos potenciales", dijo el primer autor del estudio, Xingzhao Wen, candidato a doctorado en bioinformática en el laboratorio de Zhong.
El estudio también halló diferencias de género en el envejecimiento de las células cerebrales. En la corteza cerebral de las mujeres, los investigadores hallaron una mayor proporción de oligodendrocitos viejos en comparación con las neuronas viejas. Los oligodendrocitos son un tipo de célula cerebral que forma una capa protectora alrededor de las neuronas. Dado su papel fundamental en el mantenimiento de la función cerebral normal, un mayor número de oligodendrocitos viejos puede exacerbar el deterioro cognitivo.
"La presencia desproporcionada de oligodendrocitos senescentes en la corteza cerebral de las mujeres puede arrojar nueva luz sobre los mayores riesgos de trastornos neurodegenerativos y psiquiátricos observados en las mujeres", afirmó Wen.
El próximo paso de los investigadores será optimizar aún más MUSIC para que pueda utilizarse para identificar factores (como genes reguladores y circuitos genéticos) que son responsables del envejecimiento acelerado en ciertas células cerebrales.
"Luego desarrollaremos estrategias para suprimir la actividad de estos genes o circuitos, con la esperanza de retrasar el envejecimiento cerebral", afirmó Zhong.
Los resultados del trabajo se describen en detalle en un artículo publicado en la revista Nature.