En el s�ndrome de Down, el cerebro empieza a desarrollarse de forma distinta ya en etapas tempranas del embarazo. As� lo revela una nueva investigaci�n publicada en Science que ha conseguido elaborar un detallado mapa celular sobre c�mo la trisom�a altera el desarrollo del cerebro humano antes del nacimiento.

El trabajo ha analizado m�s de 100.000 c�lulas de neoc�rtex humanos en las semanas 13 a 23 de gestaci�n, cuando se generan las neuronas corticales en el cerebro. Las muestras proced�an de 26 donantes, tanto con s�ndrome de Down como sin la trisom�a en el cromosoma 21.

La investigaci�n, que se vali� de t�cnicas de gen�mica de c�lulas individuales, ha permitido observar c�mo la trisom�a 21 rompe la secuencia de desarrollo de los diversos tipos de neuronas, lo que podr�a explicar las diferencias posteriores en la cognici�n que tienen muchas personas con s�ndrome de Down. Los autores advierten que su trabajo no tendr� aplicaciones cl�nicas a corto plazo, pero esperan que pueda aprovecharse para generar f�rmacos espec�ficos dirigidas a la afectaci�n cognitiva o para crear terapias g�nicas.

"Por primera vez podemos intentar comprender de forma sistem�tica lo que ocurre en el cerebro en desarrollo de las personas con s�ndrome de Down", ha se�alado, en un comunicado, Luis de la Torre-Ubieta, investigador de la Universidad de California Los �ngeles (UCLA) y principal firmante del trabajo.

Para saber m�s

Para Jos� Ram�n Alonso, catedr�tico de Biolog�a Celular de la Universidad de Salamanca e investigador principal en el Instituto de Neurociencias de Castilla y Le�n, "el trabajo es excelente, las conclusiones son importantes y suponen un claro avance en nuestra comprensi�n de las alteraciones que se producen durante el desarrollo prenatal en el cerebro de una persona con s�ndrome de Down".

"Asumimos desde hace d�cadas que el cerebro de una persona con s�ndrome de Down presenta diferencias frente a una persona neurot�pica: menor volumen total, menor volumen del cerebelo e hipocampo y menor densidad neuronal en la corteza cerebral. Este art�culo aclara en buena medida qu� est� pasando, incluyendo variaciones en tipos neuronales. Estas diferencias generan cambios funcionales como una discapacidad cognitiva leve-moderada, dificultades en memoria y habla y una alta predisposici�n a sufrir en la madurez, en torno a los 60 a�os, la enfermedad de Alzheimer. Este trabajo sienta las bases para una mejor comprensi�n de la mecan�stica patol�gica de estos procesos, en particular un incremento de las neuronas intratelencef�licas y un descenso de las neuronas corticotal�micas", ha se�alado en declaraciones a Science Media Center Espa�a (SMC).

Un momento inadecuado para la generaci�n de neuronas

Tambi�n alaba la calidad de la investigaci�n Mara Dierssen, neurobi�loga experta en s�ndrome de Down, l�der del Grupo de Neurobiolog�a Celular y de Sistemas del Centro de Regulaci�n Gen�mica (CRG), presidenta del Consejo Espa�ol del Cerebro y de la Asociaci�n Espa�ola para el Avance de la Ciencia. "El trabajo relaciona la trisom�a 21 con cambios en los tipos celulares y en los programas moleculares que regulan su funcionamiento, y lo demuestra directamente en tejido humano con una alta resoluci�n, sin precedentes en el campo del s�ndrome de Down", indica a SMC. Aun as�, advierte, "es importante recordar que se trata de un estudio descriptivo y no establece relaciones causales directas con los d�ficits cognitivos".

Seg�n explica Dierssen, una de sus conclusiones m�s s�lidas que presenta la investigaci�n es que en las personas con s�ndrome de Down "se generan las neuronas en un momento inadecuado, y de forma acelerada, lo que lleva a un agotamiento prematuro de las c�lulas progenitoras. Como consecuencia, aunque la producci�n de neuronas se adelanta, el n�mero total final puede verse reducido, y adem�s no siempre se generan los tipos neuronales adecuados en el momento correcto, alterando el equilibrio entre los distintos tipos neuronales. Este hallazgo es especialmente relevante porque ofrece una posible explicaci�n al menor tama�o cerebral observado en las personas con s�ndrome de Down y encaja muy bien con estudios previos, incluidos algunos de nuestro laboratorio".

Adem�s, la investigaci�n tambi�n muestra "un cambio importante en la arquitectura de los circuitos: hay menos neuronas implicadas en regular la entrada de informaci�n y m�s neuronas que podr�an favorecer un mayor trasiego de informaci�n dentro de la corteza, lo que podr�a dar lugar a redes menos eficientes y m�s 'ruidosas'".

Pese a la relevancia de este trabajo, concluye Dierssen, "conviene ser prudentes. El n�mero de muestras es limitado y no permite captar toda la variabilidad del s�ndrome de Down, y abarca un periodo amplio del desarrollo, entre las semanas 13 y 26 de gestaci�n, que es cr�tico para la formaci�n de la corteza cerebral. El n�mero de casos por cada intervalo de desarrollo es reducido, lo que dificulta analizar con precisi�n las din�micas finas. A corto plazo, este tipo de estudios ser� clave para entender mejor los mecanismos celulares y validar modelos experimentales. A largo plazo, puede ayudar a identificar posibles dianas terap�uticas, pero todav�a estamos lejos de aplicaciones cl�nicas y no hay que generar expectativas irreales".