El cerebro envejece: cambios en la actividad génica detectados en distintos tipos celulares
Los hallazgos podrían proporcionar puntos de partida para ralentizar el proceso de envejecimiento y retrasar las enfermedades neurodegenerativas
El envejecimiento es un proceso biológico complejo que también tiene lugar en el cerebro. Los investigadores han descubierto que la actividad de los genes cambia en distintos tipos de células del cerebro. Un determinado tipo de neuronas se ve especialmente afectado. A largo plazo, los hallazgos podrían proporcionar puntos de partida para ralentizar el proceso de envejecimiento y retrasar enfermedades neurodegenerativas como la demencia de tipo Alzheimer.
A medida que envejecemos, nuestro cerebro también lo hace. Todas y cada una de las células están sometidas a este proceso, que va acompañado, entre otras cosas, de cambios en la actividad de los genes. Nuestro cerebro está formado por varios tipos de células, cada una con propiedades, funciones y conexiones específicas, que juntas realizan los complejos cálculos cerebrales. Investigadores del Instituto Max Planck de Psiquiatría querían saber cómo cambia la actividad génica en los distintos tipos celulares del cerebro a medida que envejecemos. Para ello, examinaron muestras de tejido de 90 cerebros de personas de entre 25 y 85 años que habían donado sus cerebros a la ciencia tras su muerte. Los investigadores se centraron en las células del córtex prefrontal, una región del cerebro crucial para procesos cognitivos como el pensamiento, la planificación y la resolución de problemas.
La secuenciación del ARN de un solo núcleo permitió a los científicos investigar por primera vez los cambios en la actividad génica de los distintos tipos de células a lo largo del envejecimiento. "Pudimos demostrar que la expresión génica cambia en todos los tipos celulares a lo largo del envejecimiento, pero no necesariamente en los mismos genes", resume Anna Fröhlich, directora del proyecto. Descubrió que en todos los tipos celulares la actividad de genes importantes para la transmisión sináptica, es decir, la comunicación entre neuronas, cambia con el envejecimiento. La actividad de los genes implicados en el procesamiento del ARNm, es decir, la producción de moléculas proteicas, también cambia durante el proceso de envejecimiento.
Comparación con la enfermedad de Alzheimer
Dado que la edad es el principal factor de riesgo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, los investigadores compararon los cambios en la expresión génica relacionados con la edad con los observados en la enfermedad de Alzheimer. Encontraron amplias coincidencias en determinados tipos de células. Esto podría indicar que los cambios continuos, no patológicos, superan un umbral en algún momento y se vuelven patológicos, por así decirlo. Resulta especialmente interesante que un determinado tipo celular de neuronas inhibitorias parezca verse especialmente afectado tanto por el envejecimiento como por la enfermedad de Alzheimer.
Las muestras de tejido examinadas procedían de personas con y sin trastorno psiquiátrico. La comparación de estos dos grupos mostró diferencias en el envejecimiento biológico: la edad de expresión génica de las personas con enfermedad psiquiátrica se aceleró, lo que significa que eran "biológicamente" mayores. Esto podría deberse a que la actividad de algunos genes cambia no sólo con la edad, sino también debido al trastorno psiquiátrico, como pudieron demostrar los científicos. Esto podría representar una posible explicación de por qué las personas con trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia podrían ser particularmente susceptibles a procesos patológicos de envejecimiento cerebral.
Los hallazgos publicados recientemente en la revista Nature Neuroscience podrían ayudar a identificar nuevos enfoques terapéuticos a nivel molecular que podrían influir en el proceso de envejecimiento y, por tanto, retrasar potencialmente la demencia. Sin embargo, para ello es necesario seguir investigando a fondo.
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Publicación original
Anna S. Fröhlich, Nathalie Gerstner, Miriam Gagliardi, Maik Ködel, Natan Yusupov, Natalie Matosin, Darina Czamara, Susann Sauer, Simone Roeh, Vanessa Murek, Chris Chatzinakos, Nikolaos P. Daskalakis, Janine Knauer-Arloth, Michael J. Ziller, Elisabeth B. Binder; "Single-nucleus transcriptomic profiling of human orbitofrontal cortex reveals convergent effects of aging and psychiatric disease"; Nature Neuroscience, 2024-9-3
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