Un estudi recent publicat a Science ha aportat una de les visions més detallades fins ara sobre com es desenvolupa el cervell humà durant l’embaràs en el cas de la síndrome de Down.
Analitzant més de 100.000 cèl·lules individuals del neocòrtex, la regió del cervell responsable de funcions com el pensament, el llenguatge o la memòria, els investigadors han pogut observar, gairebé en temps real, com la presència d’un cromosoma extra altera el ritme i l’organització del desenvolupament neuronal.
La síndrome de Down és la causa genètica més freqüent de discapacitat intel·lectual i afecta aproximadament un de cada 700-1000 naixements. Se sap des de fa dècades que és provocat per la trisomia del cromosoma 21, però entendre com aquesta alteració genètica es tradueix en canvis en el cervell ha estat un repte enorme. Com explica el neurocientífic Francisco Tejedor, aquesta complexitat es deu al fet que no només hi ha uns 250 gens triplicats, sinó també “la regulació de milers de gens en altres cromosomes afectada conseqüentment”, cosa que dificulta enormement identificar els mecanismes concrets del trastorn.
Un desenvolupament que s’accelera… i es desorganitza
L’estudi se centra en un període clau del desenvolupament fetal, entre les setmanes 13 i 23 de gestació, quan es formen la major part de les neurones corticals. Mitjançant tècniques de genòmica de cèl·lula única, els investigadors han pogut identificar quins gens s’activen en cada cèl·lula i en quin moment, així com quines regions del genoma estan disponibles per ser activades.
El que han descobert és que, en la síndrome de Down, el calendari de desenvolupament neuronal es veu alterat. Les cèl·lules, progenitores (les que donaran lloc a les neurones) es redueixen abans d’hora, mentre que la producció de neurones s’accelera de manera prematura. Això pot semblar positiu a primera vista, però té una conseqüència important: les “reserves” de cèl·lules s’esgoten massa aviat, cosa que pot conduir a un nombre total menor de neurones. En paraules de la neurobiòloga Mara Dierssen, “les neurones es generen en un moment inadequat, i de forma accelerada, cosa que porta a un esgotament prematur de les cèl·lules progenitores”.
A més, no només importa quantes neurones es generen, sinó també quan i on ho fan. En el cervell en desenvolupament, les neurones es disposen en capes seguint un ordre molt precís. Aquest estudi mostra que aquest patró també es veu alterat: augmenten les neurones situades en capes superiors, més implicades en circuits locals i disminueixen les de capes profundes, que connecten diferents regions del cervell. Aquest desequilibri pot afectar la manera com es processen i es transmeten les dades, fent que les xarxes neuronals siguin menys eficients.
Un cervell més “sorollós”
Alguns investigadors descriuen aquests canvis com una alteració en l’arquitectura dels circuits cerebrals. Hi ha menys neurones encarregades de regular l’entrada d’informació i més neurones que afavoreixen la seva circulació dins de la cort. El resultat podria ser un cervell amb més “soroll” i menys capacitat per filtrar i organitzar la informació. Tal com apunta José Ramón Alonso, aquestes diferències “generen canvis funcionals com una discapacitat cognitiva lleu-moderada, dificultats en memòria i parla i una alta predisposició” a patologies com l’Alzheimer en etapes posteriors de la vida.
Aquestes troballes també ajuden a explicar altres característiques conegudes, com el menor volum cerebral o la predisposició més gran a desenvolupar malalties neurodegeneratives a edats relativament primerenques.
Un mapa cel·lular sense precedents
Un dels grans avenços d’aquest treball és la creació d’un autèntic “atles molecular” del cervell en desenvolupament. Aquest mapa permet identificar amb gran precisió els diferents tipus cel·lulars i com canvien al llarg del temps. És, en paraules d’alguns experts, una mena de full de ruta per estudiar processos clau com la proliferació cel·lular, la migració de neurones o la formació de connexions.
A més, el fet que les dades provinguin directament de cervell humà —i no de models animals— és especialment rellevant, ja que elimina moltes de les limitacions que han dificultat la recerca fins ara. Com destaca Marta Nieto, aquest tipus d’anàlisi permet entendre no només el resultat final, sinó també el procés: “reconstruir com progressa —i s’accelera— la diferenciació neuronal en la síndrome de Down, i no només veure el resultat final”.
Un segon estudi publicat en el mateix número de la revista reforça aquestes conclusions: analitzant cervells de nens amb síndrome de Down després del naixement, mostra que molts dels canvis detectats durant la gestació persisteixen en la infància.
Esperança amb prudència
Malgrat la importància dels resultats, els investigadors insisteixen en la necessitat de ser prudents. Aquest tipus d’estudis són fonamentalment descriptius: expliquen què passa, però no encara com intervenir-hi de manera efectiva. A més, el nombre de mostres és limitat i la variabilitat entre individus pot ser elevada.
També cal tenir en compte la dificultat d’intervenir en processos que tenen lloc durant etapes molt primerenques del desenvolupament fetal, així com la complexitat de les xarxes genètiques implicades. La trisomia 21 no afecta només un conjunt concret de gens, sinó que altera profundament l’equilibri de tot el sistema.
Així i tot, aquest coneixement obre noves vies. A llarg termini, podria ajudar a identificar dianes terapèutiques o a desenvolupar estratègies per modular el desenvolupament neuronal. Però, de moment, la comunitat científica coincideix en un missatge clar: cal combinar esperança amb realisme.
Dra. Núria Coll Bonfill, divulgadora científica i directora de 7Ciències
Deixa un comentari