Avanç històric cap a la medicina de precisió: el mapa cel·lular de BICAN obre la porta a nous tractaments oncològics i psiquiàtrics
L'anàlisi de més de 25 milions de cèl·lules dels ganglis basals possibilita que, en el futur, es desenvolupin teràpies contra malalties neurodegeneratives com el Parkinson
I a més: Les neurones activen el 'mode estalvi' per resistir al Parkinson quan "necessiten molta energia i no la tenen"
El consorci internacional BRAIN Initiative Cell Atlas Network ha publicat un atles integral dels ganglis basals en humans i mamífers. Aquest recurs sense precedents analitza més de 25 milions de cèl·lules i esdevé essencial per comprendre l'origen de greus patologies com el Parkinson, la distonia, la malaltia de Huntington i les addiccions, apropant a la medicina el disseny de teràpies personalitzades.
La complexitat del cervell humà ha suposat històricament una barrera infranquejable per al disseny de tractaments farmacològics altament selectius. Per superar aquest desafiament, el consorci BICAN va coordinar múltiples centres de recerca capdavanters per analitzar un total de 25.450.986 cèl·lules procedents d'humans, macacos, titís i ratolins.
D'aquest ingent volum, el 82 per cent de les cèl·lules provenen de teixit humà (al voltant de 21 milions), complementades per espècimens de primats no humans (12 per cent macacos i 6 per cent titís). Aquest enfocament multi-espècie no només permet traçar homologacions evolutives, sinó que dota la comunitat científica d'un marc comparatiu robust per validar models animals en la recerca de fàrmacs.
Tecnologia capdavantera per a un estudi sense igual
Els equips científics van aplicar un arsenal tecnològic avançat que va permetre disseccionar la complexitat del teixit cerebral. En primer lloc, es van emprar tècniques d'òmica de cèl·lula única i multiòmica, les quals van combinar la transcriptòmica (snRNA-seq).
Com a segon pilar metodològic, la genòmica espacial d'alta resolució va fer ús de tecnologies innovadores com MERFISH i Slide-tags. Aquestes eines van permetre examinar minuciosament l'arquitectura mesoscòpica i la disposició espacial exacta de les cèl·lules dins del seu context tissular nadiu.
![Jesús Porta-Etessam, presidente de la Sociedad Española de Neurología (SEN).](["https:\/\/s1.redaccionmedica.com\/k\/imgp\/cms\/sanitaria2000\/109854.jpg?p=w:1706\/h:960&h=2DeHWNqG"])
Finalment, la integració de perfils electrofisiològics mitjançant la tècnica Patch-seq va completar aquest enfocament multidisciplinari. Això va facilitar vincular de manera simultània les dades transcriptòmiques amb les propietats electrofisiològiques i la morfologia neuronal en models de primats.
La disfunció de circuits, causa de malalties degeneratives i psiquiàtriques
Els resultats de les proves els van portar a la conclusió que la disfunció dels circuits que connecten la cortexa cerebral amb els ganglis basals està a l'origen de nombroses malalties degeneratives i psiquiàtriques. Aquest nou atles aporta avenços en diferents camps.
D'una banda s'han integrat els estudis poblacionals a gran escala que permeten examinar els canvis transcriptomials associats a l'envelliment i distingir com malalties com l'Alzheimer afecten tipus cel·lulars específics.
![Mavi Sánchez-Vives, líder del grupo de investigación Neurociencias de sistemas del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (Idibaps).](["https:\/\/s1.redaccionmedica.com\/k\/imgp\/cms\/sanitaria2000\/82005.jpg?p=w:1706\/h:960&h=KqlfQv3M"])
També la indústria comptarà amb marcadors ultraprecisos per al disseny de medicaments dirigits a patologies com l'esquizofrènia o el trastorn bipolar. Tot gràcies a caracteritzar subtipus cel·lulars fins ara desconeguts. Finalment s'ha unificat el llenguatge clínic i investigador a nivell global. Això facilita que les dades de pacients i models experimentals s'interpretin sota un estàndard biològic comú.
Possibles noves teràpies gèniques
Un dels aspectes més prometedors per a la pràctica clínica en el futur és la traducció directa dels mapes epigenètics en eines experimentals. Gràcies a l'ús de perfils d'accessibilitat a la cromatina, s'han desenvolupat més de 400 elements potenciadors validats per accedir a tipus cel·lulars específics mitjançant vectors virals associats.
Això obre les portes a una nova generació de teràpies gèniques de precisió. Els tractaments moleculars es limitarien a les poblacions neuronals malaltes dins dels circuits dels ganglis basals, en comptes d'alterar grans parts del cervell.
Invitació a continuar la recerca
Tots els resultats de l'estudi són oberts al públic, amb la finalitat d'accelerar la recerca clínica i garantir la transparència i la reproductibilitat exigides en la ciència oberta. Les dades de seqüenciació en brut i metadades es distribueixen a través del NeMO Archive. Les imatges i dades de transcriptòmica espacial s'allotgen a la Brain Image Library i els registres multimodals i electrofisiològics, a DANDI.
![La ministra de Ciencia, Innovación y Universidades, Diana Morant.](["https:\/\/s1.redaccionmedica.com\/k\/imgp\/cms\/sanitaria2000\/93142.jpg?p=w:1706\/h:960&h=Butv4xiF"])
El mateix passa amb els programes utilitzats. Les eines interactives com el Allen Brain Cell Atlas (ABC Atlas) i el programari d'anotació MapMyCells permeten a investigadors i clínics d'arreu del món alinear les seves pròpies dades de mostres humanes o assaigs amb l'estàndard de referència de BICAN de manera automatitzada.
Aquest assoliment consolida una infraestructura 'viva' i en constant expansió que promet reescriure els manuals de neurologia i accelerar el desenvolupament de tractaments veritablement eficaços per a les malalties del cervell humà.
