Científicos estadounidenses han descubierto que en los trastornos mentales como la esquizofrenia, existe un alto riesgo genético, hallazgo que surgió como resultado de la producción de avanzados mapas multidimensionales de redes de regulación genética en el cerebro de personas con y sin trastornos mentales, mapas que detallan los numerosos elementos reguladores que coordinan las vías biológicas y las funciones celulares del cerebro.
La investigación, apoyada por los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (NIH), por sus siglas en inglés, utilizó tejido cerebral postmortem de más de 2.500 donantes para mapear redes de regulación genética en diferentes etapas del desarrollo del cerebro y múltiples trastornos relacionados con este órgano.
«Estos hallazgos innovadores mejoran nuestra comprensión de dónde, cómo y cuándo el riesgo genético contribuye a trastornos mentales como la esquizofrenia, el trastorno de estrés postraumático y la depresión», afirmó Joshua A. Gordon, MD, Ph.D., director del NIH. Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH). «Además, los recursos críticos, compartidos libremente, ayudarán a los investigadores a identificar variantes genéticas que probablemente desempeñen un papel causal en las enfermedades mentales e identificar posibles objetivos moleculares para nuevas terapias».
La investigación se publica en 15 artículos en Science, Science Advances y Scientific Reports. Los artículos informan hallazgos sobre varios temas clave:
Análisis a nivel poblacional que vinculan variantes genéticas, elementos reguladores y diferentes formas moleculares de genes expresados con redes reguladoras a nivel celular, tanto en el cerebro en desarrollo como en el cerebro adulto; Mapas a nivel unicelular de la corteza prefrontal de individuos diagnosticados con trastornos mentales y trastornos del desarrollo neurológico; Análisis experimentales que validan la función de elementos reguladores y variantes genéticas asociadas con loci de rasgos cuantitativos (segmentos de ADN que están vinculados con rasgos observables.
Los análisis amplían hallazgos anteriores y exploran múltiples regiones corticales y subcorticales del cerebro humano. Estas áreas del cerebro desempeñan funciones clave en una variedad de procesos esenciales, incluida la toma de decisiones, la memoria, el aprendizaje, las emociones, el procesamiento de recompensas y el control motor.
Aproximadamente el 2% del genoma humano está compuesto por genes que codifican proteínas. El 98% restante incluye segmentos de ADN que ayudan a regular la actividad de esos genes. Para comprender mejor cómo la estructura y función del cerebro contribuyen a los trastornos mentales, los investigadores del Consorcio PsychENCODE, financiado por el NIMH, están utilizando métodos estandarizados y enfoques de análisis de datos para construir una imagen completa de estos elementos reguladores en el cerebro humano.
Además de estos descubrimientos, los artículos también destacan nuevos métodos y herramientas para ayudar a los investigadores a analizar y explorar la riqueza de datos producidos por este esfuerzo. Estos recursos incluyen una plataforma web que ofrece visualización interactiva de datos de diversos tipos de células cerebrales en personas con y sin trastornos mentales, conocida como PsychSCREEN. Juntos, estos métodos y herramientas proporcionan un recurso de datos integral e integrado para la comunidad de investigación en general.
Los artículos se centran en la segunda fase de los hallazgos del Consorcio PsychENCODE. Este esfuerzo tiene como objetivo avanzar en nuestra comprensión de cómo la regulación genética afecta la función y disfunción del cerebro.
«Estos hallazgos del Consorcio PsychENCODE arrojan nueva luz sobre cómo el riesgo genético se asigna a la función cerebral en todas las etapas del desarrollo, regiones cerebrales y trastornos», dijo Jonathan Pevsner, Ph.D., jefe de la Rama de Investigación Genómica del NIMH. «El trabajo sienta una base sólida para los esfuerzos en curso para caracterizar las vías reguladoras de los trastornos, dilucidar el papel de los mecanismos epigenéticos y aumentar la diversidad ancestral representada en los estudios».
Los artículos de PsychENCODE publicados en la revista Science y Science Advances se presentan como una colección en el sitio web de Science.
