El síndrome de Down afecta el desarrollo cerebral.

El síndrome de Down afecta el desarrollo cerebral humano antes del nacimiento. Un equipo de investigadores ha creado un mapa molecular que explica este fenómeno, lo que podría ayudar a desarrollar estrategias terapéuticas en el futuro.

Dirigidos por el ecuatoriano, Luis De la Torre-Ubieta, de la Universidad de California-Los Ángeles (UCLA), los investigadores han analizado 100.000 núcleos de muestras de neocorteza cerebral prenatal de 26 donantes humanos con síndrome de Down.

Las muestras abarcan las semanas gestacionales de la 13 a la 23, un período clave en el que se generan todas las neuronas corticales que una persona tendrá a lo largo de su vida.

Los hallazgos, publicados este jueves en la revista Science, señalan que el síndrome de Down altera la secuencia de desarrollo de la formación de neuronas corticales, causando cambios que podrían explicar las dificultades de cognición, aprendizaje y procesamiento sensorial que estas personas experimentan más tarde.

“Por primera vez, hemos comprendido con gran detalle qué ocurre en el cerebro en desarrollo de las personas con síndrome de Down”, destaca Torre-Ubieta, investigador del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación con Células Madre de la UCLA.

Cubriendo una laguna fundamental

La investigación sobre el síndrome de Down ha estado históricamente centrada en dos áreas: el cerebro adulto y la relación del trastorno con la neurodegeneración, dado que la mayoría de las personas con síndrome de Down desarrollan la enfermedad de Alzheimer a partir de los 60 años.

Lo que quedaba sin entender en humanos era cómo la afección moldea el cerebro en desarrollo. Ahora, el equipo de Torre-Ubieta ha logrado esto a través del mapeo molecular realizado con las muestras.

Para entenderlo, es fundamental reconocer que el desarrollo de la neocorteza prenatal sigue una secuencia estrictamente coordinada.

Primero, las células progenitoras o células madre del cerebro deben dividirse repetidamente para aumentar su propio conjunto. Solo entonces inician su diferenciación en neuronas, comenzando por los tipos de células de la capa profunda y avanzando hacia las de la capa superior en un orden cuidadosamente sincronizado.

En el síndrome de Down, esa secuencia parece romperse. Los investigadores han observado que las células progenitoras se apresuran prematuramente a producir neuronas, agotando su propio conjunto y alterando el equilibrio de los tipos de neuronas generadas.

Esta precipitación provoca un incremento de las neuronas intratelencefálicas en la capa superior del cerebro y una disminución de las neuronas corticotalámicas en la capa profunda, lo que resultará en dificultades cognitivas, de aprendizaje y procesamiento sensorial.

Este descubrimiento también ofrece una nueva respuesta al por qué las personas con síndrome de Down tienden a tener cerebros más pequeños: debido al agotamiento prematuro del conjunto de células progenitoras.

Implicaciones

Los autores analizaron la superposición entre las alteraciones moleculares identificadas y las firmas de riesgo genético asociadas a otras afecciones neurológicas como el autismo, la epilepsia y el retraso en el desarrollo, encontrando “una convergencia sustancial”.

“El síndrome de Down podría ser un modelo para comprender la biología común que subyace a estas afecciones, ya que los mecanismos a menudo son desconocidos”, apunta el investigador ecuatoriano.

En la misma edición de Science, otro artículo de investigadores de la Universidad estadounidense de Wisconsin-Madison examina el cerebro posnatal de personas con síndrome de Down entre 1 y 5 años de edad.

Al compartir sus hallazgos, ambos grupos científicos encontraron grandes paralelismos: muchos de los cambios identificados prenatalmente parecen persistir en la primera infancia.

Juntos, los dos artículos ofrecen una visión molecular continua del desarrollo cerebral en el síndrome de Down desde la mitad del embarazo hasta la primera infancia, que será un referente para la ciencia en los próximos años.

Aunque los hallazgos no sugieren una aplicación clínica a corto plazo, Torre-Ubieta cree que estas “dianas terapéuticas podrían ser aprovechables en el futuro para desarrollar fármacos específicos o terapias génicas que eviten estas alteraciones en el desarrollo del cerebro.

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