Descubren nuevos tipos de células nerviosas

February 20, 2015

Digital artwork/Computer graphic credit: Jurgen Ziew / Wellcome Images

Con el uso de un proceso conocido como secuenciación de una sola célula, los científicos del Instituto Karolinska han producido un mapa detallado de los tipos de células corticales y los genes activos dentro de ellos. El estudio, que se publica en la revista Science, es la primera vez que usa este método de análisis en una escala tan grande en este tipo de tejidos complejos. El equipo estudió a más de tres mil células, una a la vez, e incluso logró identificar una serie de tipos hasta ahora desconocidos. "Si se compara el cerebro para una ensalada de frutas, se podría decir que los métodos anteriores eran como pasar la fruta por un mezclador y ver el jugo de color que se obtuvo de diferentes partes del cerebro", dice Sten Linnarsson, investigador del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica. "Pero en los últimos años hemos desarrollado métodos mucho más sensibles de análisis que nos permiten ver qué genes están activos en las células individuales. Esto es como tomar piezas de la ensalada de frutas, examinando una por una y luego ordenarlas en pilas a ver cuántos diferentes tipos de fruta contiene, de lo que están compuestas y cómo se relacionan entre sí ". El conocimiento de que todos los organismos vivos están compuestos de células tiene casi 200 años de antigüedad. Desde que el descubrimiento fue hecho por un grupo de científicos alemanes del siglo 19, también hemos aprendido que la naturaleza de un tejido del cuerpo en particular está determinada por sus células constituyentes, que, a su vez, determinan qué genes están activos en su ADN. Sin embargo, todavía se sabe poco acerca de cómo sucede esto en detalle, especialmente en lo que respecta el cerebro, el órgano más complejo del cuerpo.

Análisis de una sola célula a gran escala

En el presente estudio, los científicos utilizaron análisis de una sola célula a gran escala para responder a algunas de estas preguntas. Mediante el estudio de más de tres mil células de la corteza cerebral en ratones, una a la vez y en detalle, y la comparación de cuál de los 20.000 genes estaban activos en cada una, fueron capaces de clasificar las células en pilas virtuales. Ellos identificaron 47 diferentes tipos de células, incluyendo una gran proporción de neuronas especializadas, algunas células de los vasos sanguíneos y las células gliales, que se ocupan de los productos de desecho, protegen contra la infección y suministran a las células nerviosas con nutrientes. Con la ayuda de este mapa detallado, los científicos fueron capaces de identificar tipos hasta ahora desconocidos de células, incluyendo una célula nerviosa en la capa cortical más superficial, y seis tipos diferentes de oligodendrocitos, que son las células que forman la vaina de mielina eléctricamente aislante alrededor del nervio las células. El nuevo conocimiento, el proyecto ha generado puede arrojar más luz sobre las enfermedades que afectan a la mielina, como la esclerosis múltiple (EM). "También pudimos confirmar hallazgos anteriores, como el que las células piramidales de la corteza cerebral se organizan funcionalmente en capas", dice Jens Hjerling-Leffler, quien co-dirigió el estudio con el Dr. Linnarsson. "Pero sobre todo, hemos creado un mapa mucho más detallado de las células del cerebro que describe cada tipo de célula en detalle y muestra qué genes están activos en ella. Esto le da a la ciencia una nueva herramienta para el estudio de estos tipos de células en modelos de enfermedad y nos ayuda a comprender mejor cómo las células del cerebro responde a las enfermedades y lesiones ".

Aproximadamente 20 micrómetros

Se estima que hay 100 millones de células en el cerebro del ratón, y 65 mil millones de neuronas en un cerebro humano. Las células nerviosas son de aproximadamente 20 micrómetros de diámetro, células gliales aproximadamente 10 micrómetros. Un micrómetro es equivalente a una milésima parte de un milímetro.

Publication

Amit Zeisel, Ana B. Muñoz Manchado, Simone Codeluppi, Peter Lönnerberg, Gioele La Manno, Anna Juréus, Sueli Marques, Hermany Munguba, Liqun He, Christer Betsholtz, Charlotte Rolny, Gonçalo Castelo-Branco, Jens Hjerling-Leffler, Sten Linnarsson. Cell types in the mouse cortex and hippocampus revealed by single-cell RNA-seq.   Science, Published Online February 19 2015. doi: 10.1126/science.aaa1934

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