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Los genes que codifican la estructura y función de las regiones cerebrales esenciales para el aprendizaje, la memoria y la toma de decisiones están comenzando a ser revelados , según un informe publicado el pasado mes de octubre en Nature Genetics. Al analizar resonancias magnéticas y muestras de sangre de más de 38 000 personas, así como la expresión génica, la metilación y la neuropatología de cientos de cerebros post mortem, un equipo internacional de investigadores identificó 199 genes que afectan el desarrollo del cerebro, las conexiones y la comunicación entre los nervios. y la susceptibilidad a los trastornos neurológicos.
Nuevas herramientas para estudiar el tejido neural, como la secuenciación del ARN, han estimulado un renacimiento muy fuerte en el estudio de cerebros humanos post mortem, dice Sabina Berretta, directora de Harvard Brain Centro de Recursos de Tejidos del Hospital McLean en Boston. El estudio de Nature Genetics y otros similares tienen el potencial de responder muchas preguntas sobre cómo funciona el cerebro sano, pero resaltan uno de los principales desafíos que enfrentan los neurocientíficos en este momento: el acceso limitado al tejido cerebral donado, específicamente de individuos no afectado por trastornos neurológicos. Si bien el estudio de Nature Genetics incluyó cantidades masivas de datos de escaneos y sangre, los investigadores tenían datos de expresión génica de solo 508 cerebros post mortem.
Somos muy afortunados de recibir donaciones de personas con una gran variedad de demencias y otros trastornos neurológicos, como el Parkinson y la enfermedad de Huntington, dice Berretta. Pero recibimos muy pocas donaciones de personas que padecen trastornos psiquiátricos, esquizofrenia, trastorno bipolar, depresión mayor y ansiedad, y [aún menos] de donantes no afectados.
Como resultado, los bancos de cerebros son llegando a grupos religiosos y también a comunidades científicas no vinculadas a ninguna condición neurológica en particular para aumentar las donaciones de cerebros sanos.
¿Qué cerebros terminan en los bancos?
El biobanco de McLean Hospitals ha recopilado miles de cerebros. Si bien eso puede parecer mucho, no es suficiente para satisfacer las demandas de los investigadores, dice Berretta. Nunca es suficiente porque los investigadores piden cada vez más tejido para sus estudios. Hasta hace una década, los estudios generalmente incluían tejido de un total de quizás 30 individuos, estima ella; ahora los investigadores quieren cientos, si no miles, de muestras de tejido de distintos individuos. Eso significa que la demanda de cerebros es mucho mayor que la oferta para todos los individuos, y especialmente para los cerebros no afectados.
La razón por la cual las donaciones de cerebros de donantes no afectados son importantes. . . es porque necesitamos entender mejor el cerebro humano.
Sabina Berretta, Hospital McLean
En el estudio de Nature Genetics, el equipo pudo usar tejido cerebral de personas no afectadas donantes, con las muestras provenientes de dos fuentes. Uno fue el Estudio de Órdenes Religiosas, que ha estado rastreando la salud de un grupo de monjas, sacerdotes y otros miembros del clero desde 1993 y eventualmente recolectará más de 1,000 cerebros no afectados a medida que los sujetos mueran y donen sus cerebros al proyecto. El otro fue el Proyecto Rush Memory and Aging, iniciado en 1997, para crear una cohorte de personas diversas que accedan a someterse a pruebas de salud anuales y, en última instancia, a la donación de cerebro. Estos esfuerzos coordinados son dos de los muchos bancos de cerebros que se esfuerzan por recolectar más cerebros no afectados. Estos cerebros son absolutamente vitales, dice Steve Gentleman, director científico de Parkinsons UK Brain Bank y neuropatólogo en University College London.
Gentleman señala que la mayoría de los donantes no afectados actualmente se inscribieron en Parkinsons UK Brain Bank son hermanos o cónyuges de donantes que tienen o tuvieron la enfermedad de Parkinson. Estos son buenos controles para los estudios de Parkinson porque tienen la misma edad y viven en entornos similares a los de las personas con neurodegeneración. El inconveniente es, por supuesto, que sin enfermedad neurológica tienden a vivir más tiempo, a veces mucho más que aquellos con enfermedad cerebral, dice. Para cuando los investigadores puedan examinar los cerebros no afectados, los donantes pueden tener entre 80 y 90 años, lo que hace que sus cerebros sean difíciles de comparar con los de las personas que murieron a los 50 o 60 años.
Edad también afecta el banco de cerebros de otra manera. No hay muchas muestras de niños y adultos jóvenes, dice Abigail Adebisi Soyombo-Shoola, oficial del programa del Instituto Nacional de Salud Mental. Este es un tema muy delicado, dice, y explica que la solicitud del cerebro de un niño puede llegar solo horas después de la muerte. Al mismo tiempo, es un área de necesidad. Muchas preguntas sobre el desarrollo del cerebro desde la infancia hasta la edad adulta en los seres humanos siguen sin respuesta, y la niñez y la adolescencia son períodos en los que se desarrollan el autismo y los trastornos psiquiátricos. Comprender mejor la genética y la bioquímica de los cerebros de los niños que no se ven afectados por esos trastornos podría conducir a mejores tratamientos, dice Soyombo-Shoola.
Las donaciones de adultos jóvenes, personas de entre 20 y 30 años, también serían útiles porque estas personas aún no han experimentado un envejecimiento significativo, señala Berretta. Sus cerebros podrían revelar mucho sobre lo que sucede a medida que las personas envejecen, incluso cuando no muestran signos evidentes de demencia u otros trastornos neurológicos. La diversidad étnica también está en demanda, agrega Berretta. La mayoría de las donaciones hoy en día provienen de personas de ascendencia europea, dice ella; algunos provienen de personas de ascendencia africana o asiática, pero muy pocos de poblaciones latinas.
¿Cómo se donan los cerebros?
Muchos bancos de cerebros trabajan con médicos forenses para adquirir donaciones después ha muerto, solicitando el permiso de los miembros de la familia para usar el tejido neural para la investigación. Pero los bancos de cerebros han estado trabajando para adquirir donaciones antes de que una persona muera. En 2013, los Institutos Nacionales de Salud lanzaron NeuroBioBank, una red de bancos de cerebros contratada para hacer que el tejido sea más accesible para los investigadores de neurociencia. Unos años más tarde, se formó una organización sin fines de lucro llamada The Brain Donor Project para crear conciencia sobre la necesidad crítica de la donación de cerebros y facilitar el registro por adelantado en su sitio. McLean también registra a los posibles donantes por adelantado. Para aumentar aún más las cifras, los bancos se basan en campañas de concientización para que las personas sepan que la donación de cerebros es una opción y que sus cerebros son necesarios para la investigación; El banco de cerebros de Parkinsons UK lanzará uno pronto, dice Gentleman. Los bancos también tratan de aprovechar las comunidades que valoran la recolección del tejido, incluidos los investigadores, para alentarlos a registrarse como donantes y también para llegar a otros grupos, incluidas las organizaciones religiosas similares a las que donan al Estudio de Órdenes Religiosas.
No sabemos tanto como creemos que sabemos sobre el cerebro humano, dice Berretta. La mayoría de las suposiciones hechas sobre la neuroquímica y los circuitos humanos se basan en estudios de especies distintas de los humanos. Y la diferencia entre esas especies y los humanos no es tan pequeña como pensaban originalmente los investigadores, explica. La razón por la que las donaciones de cerebros de donantes no afectados son importantes. . . es porque necesitamos comprender mejor el cerebro humano.
Corrección (26 de febrero): la historia se actualizó para reflejar la relación entre los Institutos Nacionales de Salud y The Brain Donor Project.
Ashley Yeager es editora asociada de The Scientist. Envíele un correo electrónico a ayeager@the-scientist.com. Sígala en Twitter @AshleyJYeager.