Por Agencias

Científicos de todo el mundo lograron realizar el primer "atlas" de las células que componen el cerebro humano, un trabajo revolucionario que abre las puertas al desarrollo de tratamientos y la cura de enfermedades cerebrales como la esquizofrenia o Alzhéimer, así como su prevención.

Un total de 21 estudios de investigación, que conforman el atlas celular del cerebro, fueron dados a conocer en una edición especial de la revista científica Science.

Los estudios son fruto del trabajo de científicos de todo el mundo en la llamada Iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) -Cell Census Network (BICCN), un consorcio de centros en Estados Unidos y Europa que desde 2014 ha estado trabajando en la caracterización de los tipos celulares, y sus funciones, en los cerebros de humanos, de primates no humanos y de roedores.

La caracterización de tipos celulares es el proceso para identificar, clasificar y describir los diferentes tipos de células sobre la base de sus características, propiedades y funciones singulares.

El cerebro humano está compuesto por 86 mil millones de neuronas y un número similar de células no neuronales.

3.000 tipos de células

Los investigadores han caracterizado más de 3.000 tipos de células del cerebro humano, lo que ha revelado características que distinguen a los humanos de otros primates.

Los científicos prevén que la identificación de células cerebrales con tanto detalle permitirá señalar los tipos celulares más afectados por mutaciones específicas que provocan enfermedades neurológicas.

Pero en un sentido más amplio, el atlas celular del cerebro abrirá nuevas puertas para entender cómo millones de neuronas trabajan de forma conjunta para formar una red que es la base de lo que constituye un ser humano: sus pensamientos, emociones y comportamientos.

Joseph Ecker, director del Laboratorio de Análisis Genómico del Instituto Salk de EE.UU., una de la instituciones que forman parte de BRAIN, declaró que el conjunto de 21 estudios "es el inicio de una nueva era de la ciencia cerebral".

"Seremos capaces de entender mejor cómo el cerebro se desarrolla, envejece y sufre enfermedades", añadió Ecker.

Los investigadores señalaron que todas las células del cerebro humano contienen la misma secuencia de ADN. Pero cada tipo celular usa diferentes genes copiados en filamentos de ARN, y en cantidades distintas, para crear proteínas. Esta variación produce muchos tipos diferentes de células cerebrales y contribuye a la complejidad de los circuitos neurales.

Uno de los objetivos clave del proyecto fue entender qué características de la organización de células cerebrales es específica a humanos comparada con la de primates no humanos.

La investigación demostró que las neuronas de los chimpancés, que son los primates que comparten el ancestro más reciente con los humanos, son más parecidas a las neuronas de gorilas que a las de humanos.

Mutaciones y trastornos

El entendimiento de las diferencias moleculares de estos tipos celulares es crítico para comprender cómo funciona el cerebro, cómo las mutaciones en el ADN causan enfermedades cerebrales y desarrollar nuevas formas de tratamiento de trastornos neuropsiquiátricos.

El núcleo del atlas son tres estudios que crearon el primer borrador del atlas, incluida la expresión génica y la arquitectura reguladora génica.

Uno de ellos, liderado por científicos de la Universidad de San Diego, analizó más de 1,1 millones de células de 42 regiones de tres cerebros humanos para generar un detallado mapa de los interruptores genéticos en tipos de células cerebrales.

El estudio, que identificó 107 diferentes subtipos de células cerebrales, también reveló las conexiones entre determinados tipos celulares y varios trastornos neuropsiquiátricos como esquizofrenia, trastornos bipolares, Alzheimer y depresión.

Los científicos también desarrollaron herramientas de inteligencia artificial (IA) para predecir cómo determinadas variaciones en la secuencia de ADN puede influir la regulación génica y contribuir a la aparición de enfermedades.

Además, un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai y la Escuela de Medicina de la Universidad de Yale creó el primer atlas del desarrollo de células cerebrales en la corteza cerebral durante seis periodos, desde el feto hasta la edad adulta.

El doctor Panos Roussos, uno de los autores de esta investigación, declaró que gracias al desarrollo de este atlas se ha obtenido "un entendimiento más profundo de los complejos mecanismos reguladores que forman la base del desarrollo y enfermedades cerebrales"

Un nuevo estudio científico indica que 71 de las 162 plataformas de hielo que rodean la Antártica redujeron su volumen en 25 años, de 1997 a 2021, y apunta que el calentamiento global inducido por el hombre es una causa probable de esta situación.

Esto significa que aproximadamente 43% de esas plataformas han reducido su tamaño, con una liberación neta de 7,5 billones de toneladas de agua de deshielo a los océanos, señala la investigación que publica Science Advances.

El estudio, realizado entre otras por la Universidad de Leeds (Reino Unido), indica que casi todas las plataformas de hielo de la parte occidental de la Antártica experimentaron una pérdida de hielo.

En cambio, la mayoría de la parte oriental mantuvieron su volumen o lo aumentaron. En 25 años, los científicos calcularon que se exportaron al océano casi 67 billones de toneladas de hielo, que se compensaron con 59 billones de toneladas de hielo que se añadieron a las plataformas, lo que significa una pérdida neta de 7,5 billones de toneladas.

"El deterioro de la plataforma de hielo presenta una imagen contradictoria, que tiene que ver con la temperatura y las corrientes oceánicas en torno a la Antártida", indicó Benjamín Davison, uno de los autores.

La mitad occidental está expuesta a aguas cálidas, que pueden erosionar rápidamente las plataformas de hielo desde abajo, mientras que gran parte de la Antártica Oriental está actualmente protegida de las aguas cálidas cercanas por una banda de agua fría en la costa.

Davison indicó que esperaban que la mayoría de las plataformas de hielo pasaran por ciclos de contracción rápida, pero de corta duración, para luego volver a crecer lentamente. Sin embargo, vieron que casi la mitad "están encogiéndose sin signos de recuperación".

El experto considera que es probable que el calentamiento global inducido por el hombre sea un factor clave en la pérdida de hielo. Si se debiera a una variación natural de los patrones climáticos, habría indicios de que el hielo volvió a crecer en las plataformas occidentales.

Tapones gigantes

Las plataformas de hielo flotan en los mares que rodean la Antártica y son extensiones de la capa de hielo que cubre gran parte del continente. Estas actúan como "tapones" gigantes al final de los glaciares, frenando el flujo de hielo que drena hacia los océanos.

Cuando las plataformas reducen su tamaño, estos tapones se debilitan, con lo que aumenta el ritmo de pérdida de hielo de los glaciares.

Algunas de las mayores pérdidas de hielo se observaron en la plataforma de Getz, donde llegaron a 1,9 billones de toneladas durante los 25 años que duró el estudio.

Solo el 5% de esa pérdida se debió al desprendimiento de grandes trozos de hielo de la plataforma hacia el océano y el resto al deshielo en la base de la plataforma.

En la plataforma de Pine Island se perdieron 1,3 billones de toneladas de hielo. Alrededor de un tercio, 450.000 millones de toneladas, se debió al desprendimiento y el resto al deshielo de la parte inferior.

En cambio, la plataforma de hielo Amery, al otro lado de la Antártica y rodeada de aguas mucho más frías, ganó 1,2 billones de toneladas de hielo.

Si las plataformas desaparecen o incluso disminuyen, se producirán importantes repercusiones en el sistema de hielo antártico y en la circulación oceánica mundial, la gigantesca "cinta transportadora" que traslada los nutrientes, así como el calor y el carbono de este sensible ecosistema polar.

Durante los 25 años y análisis de 100 imágenes satelitales, se calculó que las plataformas de hielo vertieron 66,9 billones de toneladas de agua dulce al Océano Antártico.

A pocos días de conmemorarse el Día Mundial de los Animales, es oportuno detenernos a reflexionar sobre los desafíos que enfrenta nuestro país en su diversidad geográfica que abarca desde el árido desierto de Atacama hasta los fríos climas de la Antártida y que alberga una riqueza de fauna impresionante, la que lamentablemente en el siglo XXI enfrenta una serie de desafíos y complejidades que amenazan su supervivencia y su función crucial en el equilibrio ecológico nacional.

Algunos de los problemas más apremiantes que enfrentan los animales en Chile son la pérdida de hábitat debido a la expansión urbana, la agricultura y la industria. Además, la destrucción de los ecosistemas naturales pone en peligro la supervivencia de muchas especies endémicas y en peligro de extinción como el puma, el cóndor andino y el huemul.

Estos problemas hacen necesario promover la conservación de áreas protegidas y la restauración de hábitats degradados. Se deben implementar políticas que fomenten un desarrollo sostenible y reduzcan la fragmentación del paisaje, considerando el crecimiento y la construcción de carreteras, ferrocarriles y otras infraestructuras que puede aislar poblaciones de animales y dificultar la migración.

El tráfico ilegal de fauna es otro problema que también existe en nuestro país, el loro tricahue y la iguana chilena son objeto de contrabando y comercio ilegal. Esto no solo pone en peligro a estas especies, sino que también contribuye a la disminución de la biodiversidad. Frente a esto podemos contribuir con educación, fomentando en la conciencia pública sobre los peligros del comercio ilegal de animales.

El cambio climático también afecta la fauna chilena de múltiples maneras. Las alteraciones en los patrones de temperatura y precipitación pueden dañar los hábitats naturales y generar la migración de las especies. Además, el aumento del nivel del mar amenaza a las poblaciones de aves marinas y otros animales costeros. Chile debe comprometerse a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y tomar medidas para proteger las áreas costeras y los ecosistemas terrestres de importancia crítica.

Las sustancias químicas tóxicas y la contaminación del agua pueden tener efectos devastadores en la vida silvestre, desde la disminución de la calidad de los hábitats hasta la intoxicación directa de los animales. Frente a esto es esencial fortalecer las regulaciones ambientales y promover prácticas de gestión sostenible en la agricultura, la industria y otros sectores.

Debemos todos apoyar los programas de educación ambiental, desde la educación escolar hasta la educación superior, y promover campañas de sensibilización para fomentar el respeto y la conservación de la fauna chilena. La protección y preservación de nuestra fauna no solo son cruciales para la conservación de la biodiversidad, sino también para el mantenimiento del equilibrio ecológico del país y la garantía de un futuro sostenible para las generaciones venideras.

Lorena Jofré

Decana Facultad de Medicina Veterinaria y Agronomía Universidad de Las Américas