Atlas de vasos sanguíneos cerebrales proporciona nuevas pistas sobre enfermedades cerebrales
Fuente: Instituto Karolinska.
Utilizando una técnica relativamente nueva llamada secuenciación de ARN de células individuales, los investigadores han producido un atlas celular y molecular de la vasculatura del cerebro del ratón. La imagen de NeuroscienceNews.com está adaptada del comunicado de prensa del Instituto Karolinska.
Aunque las enfermedades de la vasculatura del cerebro son algunas de las causas más comunes de muerte en Occidente, el conocimiento de estos vasos sanguíneos es limitado. Ahora, investigadores de la Universidad de Uppsala y el Instituto Karolinska presentan en la revista Nature un atlas molecular detallado de las células que forman los vasos sanguíneos del cerebro y la barrera sanguínea cerebral esencial para la vida. El atlas proporciona nuevos conocimientos sobre las funciones de las células y la barrera, y pistas sobre qué tipos de células están involucradas en diferentes enfermedades.
La vasculatura del cerebro está compuesta, al igual que en otras partes del cuerpo, de arterias, venas y vasos delgados e intermedios llamados capilares a través de los cuales tiene lugar el principal intercambio de oxígeno, nutrientes y productos de desecho. Sin embargo, los vasos del cerebro difieren de los demás en un aspecto importante: la llamada barrera hematoencefálica, que actúa como un filtro que impide el paso de ciertas sustancias a través de las paredes del vaso, protegiendo así al cerebro de productos potencialmente tóxicos mientras permite a través de lo que necesita para su estructura y función.
"Cada vez es más claro que una barrera hematoencefálica completamente funcional es esencial para la salud cerebral y que una barrera disfuncional es un factor de muchas enfermedades cerebrales", dice el líder del estudio Christer Betsholtz, profesor de la Universidad de Uppsala y del Departamento de Medicina del Instituto Karolinska. Huddinge. "La estructura de la barrera hematoencefálica no se conoce por completo, por lo que se necesita un atlas detallado de la vasculatura del cerebro y su funcionalidad de barrera".
Atlas celular y molecular
Utilizando una técnica relativamente nueva llamada secuenciación de ARN de células individuales, los investigadores han producido un atlas celular y molecular de la vasculatura del cerebro del ratón. Los vasos sanguíneos se rompieron en células individuales, que luego, una por una, se mapearon de acuerdo con sus patrones de expresión génica y se compararon. El tipo de celda básica y cualquier especialización gradual podrían determinarse para cada celda. Finalmente, el mapa molecular se combinó con la anatomía correspondiente en análisis de tejidos utilizando marcadores específicos.
"Por primera vez hemos podido mostrar en detalle cómo la barrera hematoencefálica es diferente entre los distintos tipos de vasos sanguíneos cerebrales", dice el autor principal Michael Vanlandewijck, profesor asistente de la Universidad de Uppsala y Karolinska Institutet y director del Single. Unidad de análisis de células en el Centro metabólico cardiaco integrado (ICMC) de Karolinska Institutet y AstraZeneca.
Durante mucho tiempo se pensó que la barrera hematoencefálica estaba compuesta de células endoteliales especializadas en los vasos sanguíneos; El nuevo estudio muestra, sin embargo, que probablemente haya muchos otros tipos de células involucradas en el mantenimiento de la barrera hematoencefálica, incluidas las células llamadas pericitos en las paredes capilares. Los investigadores también pudieron establecer la identidad molecular de otro tipo de célula en la pared vascular, un tipo de célula de tejido conectivo ubicada en un espacio angosto justo fuera de los vasos sanguíneos del cerebro.
"Este espacio ha sido propuesto para actuar como el sistema linfático del cerebro, por lo que ahora será increíblemente interesante estudiar estas células aún más utilizando los marcadores que hemos encontrado", dice el Dr. Vanlandewijck.
Vincula los genes que causan enfermedades a tipos celulares específicos
El atlas significa que varios genes con función conocida o presunta en diferentes enfermedades cerebrales ahora se pueden asociar con tipos celulares específicos en la vasculatura del cerebro.
"Ya tenemos resultados que indican que muchos más tipos de células de las que se pensaba anteriormente están involucradas en enfermedades neurovasculares como el Alzheimer y los tumores cerebrales", dice el profesor Betsholtz. "Ahora podemos estudiar esto sistemáticamente en diferentes enfermedades con el mismo tipo de análisis que hemos utilizado aquí".