Los múltiples cambios en las células cerebrales durante el primer mes de desarrollo embrionario pueden contribuir a desarrollar esquizofrenia más adelante en la vida, según un nuevo estudio realizado por investigadores de Weill Cornell Medicine.
Los investigadores, cuyo estudio fue publicado en Molecular Psychiatry, utilizaron células madre recolectadas de pacientes con esquizofrenia y personas sin la enfermedad para cultivar "minicerebros" u organoides en tres dimensiones en el laboratorio.
Al comparar el desarrollo de ambos conjuntos de organoides, descubrieron que una expresión reducida de dos genes en las células obstaculiza el desarrollo temprano y causa una escasez de células cerebrales en organoides cultivados a partir de células madre de pacientes.
"Este descubrimiento llena un vacío importante en la comprensión de los científicos de la esquizofrenia", ha señalado el autor principal del estudio, el doctor Dilek Colak.
Los síntomas de la esquizofrenia generalmente se desarrollan en la edad adulta, pero los estudios postmortem de los cerebros de las personas con la enfermedad encontraron cavidades agrandadas llamadas ventrículos y diferencias en las capas corticales que probablemente ocurrieron temprano en la vida. "Hubo indicios de que la esquizofrenia comenzó durante el desarrollo temprano, pero no teníamos pruebas", ha apuntado el doctor.
Utilizaron la secuenciación de ARN unicelular para comparar la expresión génica en células individuales en el tejido del paciente y en tejido cultivado a partir de personas sin esquizofrenia
Al cultivar organoides a partir de células madre recolectadas de hasta 21 donantes de células madre humanas, el equipo pudo cultivar tejido cerebral con la composición genética exacta de cada paciente. Luego, utilizaron la secuenciación de ARN unicelular para comparar la expresión génica en células individuales en el tejido del paciente y en tejido cultivado a partir de personas sin esquizofrenia.
"Encontramos una patología común entre todos los pacientes con esquizofrenia a pesar de que cada uno de los pacientes tenía presentaciones de enfermedad distintas", ha añadido el investigador.
Las muestras de pacientes con esquizofrenia tenían una expresión reducida de dos genes esenciales para el desarrollo del cerebro, un regulador de la expresión génica llamado BRN2 y un promotor del crecimiento celular llamado pleiotropina. Esto condujo a una reducción de la producción de nuevas células cerebrales y un aumento de la muerte de las células cerebrales.
Reemplazar el BRN2 faltante en las células restauró la producción de células cerebrales, mientras que la adición de pleiotrofina redujo la muerte de las células cerebrales. Si más estudios confirman estos resultados, podría conducir al desarrollo de terapias dirigidas que ayuden a corregir estas diferencias genéticas en tipos específicos de células cerebrales.
Además de ayudar a los científicos a comprender mejor la esquizofrenia, los investigadores creen que los minicerebros cultivados a partir de las células madre del paciente pueden ser una herramienta útil para estudiar otras enfermedades cerebrales.