El tamaño del cerebro puede ser importante. En el estudio de resonancia magnética más grande del mundo que se haya realizado hasta la fecha –en torno al tamaño del cerebro–, los investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) y sus colegas internacionales identificaron siete puntos de acceso genéticos que regulan el crecimiento, la memoria y el razonamiento del cerebro, así como aquellos factores que influyen en la aparición de la enfermedad de Parkinson.

La mayoría de los estudios de imágenes cerebrales evalúan alrededor de 100 personas. No obstante, para el estudio de Nature Neuroscience publicado en octubre de 2017, se examinaron a 32.438 adultos, dijo Paul Thompson, autor y director asociado del Instituto de Neurociencias USC Mark y Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute. Los resultados acercan a los científicos a la comprensión del programa genético que construye el cerebro vivo.

“Las medidas cerebrales de las imágenes captadas en las resonancias magnéticas (IRM) representan alrededor del 15% de las diferencias en torno a nuestra capacidad cognitiva; es decir, las habilidades cerebrales necesarias para realizar tareas simples y complejas”, acotó Thompson, quien dirigió un equipo de más de 300 científicos internacionales.

“Los genes subyacentes al desarrollo del cerebro tienen efectos de largo alcance que se extienden mucho más allá de los primeros años de vida. Tienes genes que son beneficiosos para ti y ayudan a construir estructuras cerebrales en forma temprana. Sin embargo, algunos de ellos son dañinos más adelante en el curso de la vida, y promueven enfermedades como el Parkinson”.

La enfermedad de Parkinson es un trastorno progresivo del sistema nervioso que afecta el movimiento y a menudo provoca temblores. Al igual que muchos otros trastornos cerebrales degenerativos, todavía no existe una cura.

Aunque los científicos no han determinado un tamaño ideal del cerebro sano, un cerebro que es demasiado pequeño (microcefalia) o demasiado grande (macrocefalia) puede conducir a un desarrollo cognitivo anormal y por ende a desafíos de por vida. El cerebro humano alcanza el tamaño máximo alrededor de los 20 años de una persona, añadió el Dr. Thompson.

El estudio utilizó datos de 52 sitios de estudio que forman parte del consorcio Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology así como del consorcio Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta Analysis (ENIGMA), que tiene su sede en la USC y está dirigido por Thompson. La investigación respalda la noción de que el tamaño del cerebro podría usarse como una medida de “reserva cerebral”, lo que significa que el tamaño del cerebro puede promover la capacidad de recuperación frente a las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad.

ENIGMA es parte del USC Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute, que tiene como objetivo central mejorar el descubrimiento a través de la aplicación de técnicas de imagen e información en el estudio del cerebro. El instituto es un líder en la adquisición de datos, administración de análisis e innovación computacional para el propósito de la investigación biomédica.

Los genes y el medio ambiente entran en juego

Tanto la genética como los factores ambientales afectan el tamaño del cerebro. Una buena dieta, educación y ejercicio construyen un cerebro saludable en los jóvenes y protegen a las personas mayores de la pérdida de tejido.

“Esta investigación está a la vanguardia de descifrar el código genético del cerebro”, indicó Thompson. “Millones de personas tienen variaciones en su ADN que ayudan a aumentar o disminuir la susceptibilidad de sus cerebros a una gran variedad de enfermedades. Una vez que identificamos estos genes, podemos atacarlos con medicamentos para reducir el riesgo de enfermedad. Las personas también pueden tomar medidas preventivas a través del ejercicio, la dieta y la estimulación mental para borrar los efectos de un gen malo”.

El estudio comenzó hace siete años. Su técnica de usar escáneres cerebrales para identificar puntos genéticos proporciona más información que el método tradicional de recolección de muestras de ADN de los pacientes.

“Ahora que podemos ver la huella de un gen en los escáneres cerebrales, es como capturar a un ladrón con las manos en la masa”, dijo Thompson. “Puedes perseguirlo por las vías cerebrales y los circuitos, y descubrir qué células cerebrales están dañando el gen. Usar el escáner cerebral construye una base para que los científicos en el futuro puedan centrar mejor sus estudios en los puntos de mayor interés”.

Los siete genes y lo que hacen

Thompson y sus colegas identificaron cinco nuevos centros de genes que predicen el crecimiento cerebral y confirmaron dos puntos de acceso conocidos. Los genes en estas áreas proporcionan enlaces entre el tamaño máximo del cerebro de un individuo y procesos tales como:

 FOXO3: producción de células madre autorrenovables
 MAPT: degeneración cerebral
 CENPW: densidad ósea
 IGF1, HMGA2: crecimiento físico
 GMNC: replicación de ADN
 PDCD: creación de enlaces químicos y proteínas

Los investigadores ajustaron sus datos de altura y confirmaron las predicciones de crecimiento mediante el examen de 2.824 niños desde antes del nacimiento hasta los seis años.

Denota que una de las áreas del genoma humano que afecta el tamaño del cerebro tiene una versión normal y una variante del alfabeto invertido que se desarrolló hace unos tres millones de años, expresó el Dr. Thompson.

“El MAPT es uno de los genes más peligrosos en esta zona invertida”, dijo. “Está implicado en enfermedades neurodegenerativas como la demencia frontotemporal y el Parkinson, el Alzheimer y la enfermedad de Lou Gehrig. Incluso en el rango normal del tamaño del cerebro, los escáneres cerebrales revelan signos reveladores de futuras enfermedades”.

Los estudios en curso pueden revelar condiciones cerebrales adicionales que son promovidas por el gen MAPT asociado a tau (proteína abundante en células nerviosas, y presente tanto en los oligodendrocytes como en los astrocytes), añadió Thompson.

“El programa genético que construye nuestros cerebros consiste en factores de crecimiento, genes de cáncer, genes que promueven la demencia y genes que son cruciales para ayudar al cerebro a formar conexiones”, concluye Thompson. “Una interacción compleja de factores hace que algunos genes que son beneficiosos en los primeros años de vida se vuelvan rebeldes más adelante. Es extremadamente importante comprender cuándo son útiles los genes que afectan el tamaño cerebral, como el gen MAPT, y qué partes del cerebro están influyendo”.

Fuente: Universidad del Sur de California

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