Un equipo de investigación de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) ha logrado crear un detallado mapa molecular a nivel celular que revela cómo el síndrome de Down altera el desarrollo del cerebro humano antes del nacimiento. Este estudio, publicado en la revista *Science*, ofrece una resolución sin precedentes y podría abrir nuevas vías para el desarrollo de futuras terapias dirigidas a mitigar los efectos del trastorno.
La investigación se centró en el análisis de más de 100.000 núcleos de células de la neocorteza prenatal humana, obtenidas de 26 donantes genotipados previamente entre las semanas 13 y 23 de gestación. Este período es crucial, ya que es el único momento durante el cual se generan todas las neuronas corticales que una persona conservará a lo largo de su vida. Los hallazgos sugieren que el síndrome de Down interrumpe la secuencia normal de generación de neuronas en la corteza cerebral, con cambios que podrían explicar las diferencias observadas posteriormente en la cognición, el aprendizaje y el procesamiento sensorial.
Aquí tenemos un nuevo nivel de detalle que nunca antes había existido , afirma Luis de la Torre-Ubieta, autor principal del estudio y miembro del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación con Células Madre de la UCLA. Por primera vez, podemos intentar comprender sistemáticamente lo que sucede en el cerebro en desarrollo de las personas con síndrome de Down .
Históricamente, la investigación sobre el síndrome de Down se ha enfocado principalmente en dos áreas: el cerebro adulto y la relación del trastorno con la neurodegeneración. Es bien conocido que la mayoría de las personas con síndrome de Down desarrollarán la enfermedad de Alzheimer, a menudo antes de los 60 años. Sin embargo, hasta ahora, se había prestado menos atención a cómo el síndrome de Down moldea la formación del propio cerebro.
Aunque se habían observado indicios claros de que el síndrome de Down es una afección del desarrollo, como volúmenes cerebrales más pequeños detectables mediante resonancia magnética y diferencias cognitivas evidentes desde los 6 meses hasta el año de edad, la comprensión de cómo esta afección afecta la formación del cerebro en sí mismo ha sido limitada.
Nadie había estudiado directamente el desarrollo del cerebro humano en el síndrome de Down mediante la genómica unicelular , explica de la Torre-Ubieta, quien también es ayudante doctor de psiquiatría y ciencias bioconductuales. Los modelos de ratón y los modelos *in vitroson herramientas importantes, pero no ofrecen un método definitivo para comprender lo que ocurre en el cerebro humano; de hecho, han dado lugar a resultados diferentes y a cierta confusión en el campo .
Estas inconsistencias se deben, en parte, a las diferencias en la forma en que se desarrollan los cerebros de los ratones y los humanos, así como a la incapacidad de los modelos *in vitropara representar completamente todos los tipos de células y tejidos presentes en el cerebro. Según de la Torre-Ubieta, el nuevo estudio puede servir como un punto de referencia fundamental en este ámbito.
El estudio empleó una técnica multiómica de núcleo único pareado, que permite medir tanto la expresión génica como la accesibilidad de la cromatina en la misma célula. La accesibilidad de la cromatina revela qué regiones del genoma están abiertas y activas, proporcionando información sobre los potenciadores y promotores que regulan la expresión génica. Esta capa adicional de información va más allá de la simple activación o desactivación de los genes.
Al integrar ambos indicadores, los investigadores lograron reconstruir no solo una instantánea de los tipos celulares presentes, sino también los programas reguladores que determinan su destino y cómo estos se ven alterados en el síndrome de Down. El análisis reveló cambios en el metabolismo celular y en la interacción entre la vasculatura y el sistema nervioso en desarrollo, factores que podrían acelerar la producción de neuronas.
La relevancia de este estudio trasciende el síndrome de Down. Los investigadores analizaron específicamente la coincidencia entre las alteraciones moleculares identificadas y los marcadores genéticos de riesgo asociados a otras afecciones neurodesarrollativas y neuropsiquiátricas, como el autismo, la epilepsia y el retraso del desarrollo.
El síndrome de Down podría servir de modelo para comprender la discapacidad intelectual y los trastornos neuropsiquiátricos en un sentido más amplio , afirma de la Torre-Ubieta. También para descubrir la biología común que subyace a estas afecciones, ya que los mecanismos a menudo aún se desconocen .
En resumen, este estudio representa un avance significativo en la comprensión del desarrollo cerebral en el síndrome de Down, proporcionando un mapa molecular detallado que podría conducir a nuevas estrategias terapéuticas y una mejor comprensión de otros trastornos neurodesarrollativos. La técnica multiómica de núcleo único pareado utilizada en la investigación ha demostrado ser una herramienta poderosa para desentrañar la complejidad del desarrollo cerebral humano y podría aplicarse a otros trastornos neurológicos en el futuro. La investigación abre la puerta a una era de medicina más precisa y personalizada para las personas con síndrome de Down y otras afecciones relacionadas.
