La relación entre la inflamación y el deterioro cognitivo que experimentan las personas al envejecer puede ser resultado de una especie de reacción celular en cadena, tal y como apunta un estudio realizado por el Howard Hughes Medical Institute publicado en Cell.
Esta investigación sobre envejecimiento cerebral, realizada en cerebros de ratón, ha permitido identificar cómo las células neuronales y las no neuronales cambiaban durante el envejecimiento. En concreto, el estudio reveló que el envejecimiento y la inflamación afectaban al modo en que las células expresaban los genes dependiendo del espacio.
Tal y como afirma Xiaowei Zhuang, catedrática de Ciencias en el Departamento de Química y Biología Química, profesora de Física, investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) y una de las autoras del artículo, «comprender el envejecimiento es uno de los objetivos más importantes de la biomedicina». «También es un problema muy difícil. Una de las razones es que el cerebro es muy complejo. Contiene una diversidad de células excepcionalmente alta, con muchos tipos diferentes de neuronas y células no neuronales que forman intrincadas redes de interacción».
Para estudiar un sistema tan intrincado, los investigadores de Harvard utilizaron un método de obtención de imágenes conocido como MERFISH, desarrollado por el laboratorio de Zhuang, que cuenta con una amplia experiencia en la invención de métodos novedosos de obtención de imágenes y su aplicación al estudio de sistemas biológicos. MERFISH (por Multiplexed Error Robust Fluorescence In Situ Hybridization) es capaz de medir simultáneamente no sólo miles de tipos de ARN, o miles de genes, en las células, sino que también revela las relaciones espaciales entre ellos.
MERFISH permitió a los investigadores generar «atlas de expresión génica», observando las «relaciones de vecindad» entre células, explica Catherine Dulac, Catedrática de la Universidad Samuel W. Morris, investigadora del HHMI y otra de las autoras del artículo. Con MERFISH, «se pueden observar no sólo los cambios en la expresión génica a través de diferentes edades, sino también los cambios en la expresión génica, en determinados tipos de células, relacionados con su relación espacial», destaca la experta
Aunque la idea de que parte del proceso de envejecimiento cerebral está relacionado con la inflamación ya se había planteado en investigaciones previas, «las estrategias experimentales que utilizamos -MERFISH, en combinación con la secuenciación de ARN unicelular- nos permitieron observar el proceso de envejecimiento de forma muy específica y con granularidad», destaca Dulac.
«Descubrimos que las células no neuronales, como las gliales y las inmunitarias, parecen experimentar cambios más pronunciados en la expresión génica y los estados celulares que las neuronas. Y estos cambios no se producen de manera uniforme en el cerebro», afirma Zhuang, señalando que la materia blanca subcortical mostró alteraciones más pronunciadas que la materia gris, sobre todo en los oligodendrocitos no neuronales, los astrocitos y la microglía. Y «estos cambios podrían tener un impacto directo en la función de los circuitos neuronales».
«Si los oligodendrocitos no están sanos y empiezan a desprenderse de mielina puede iniciarse una reacción en cadena que afecte tanto a las neuronas como a las células no neuronales» y que «básicamente perturbe muchas funciones de todo el cerebro», advierte la investigadora del Howard Hughes Medical Institute (HHMI).
Según Dulac, esto es sorprendente porque «en última instancia, el envejecimiento se asocia a un deterioro de la cognición, que está directamente relacionado con la función neuronal. Pero si muchos de los cambios se producen en células no neuronales, es posible que hayamos identificado un proceso de varios pasos en el que la inflamación afecta principalmente a las células no neuronales, lo que a su vez conduce a un deterioro de la función neuronal».
Describir este proceso ofrece la posibilidad de influir en él, si no incluso detenerlo. «Si hubiera formas de reducir el proceso inflamatorio asociado al envejecimiento a través del estilo de vida (por ejemplo, la dieta, el ejercicio u otros procesos), también podrían reducirse el envejecimiento cerebral y las alteraciones asociadas«, afirma Dulac.
