La secuenciación unicelular proporciona nuevos conocimientos fundamentales sobre el cerebro abdominal

Los investigadores del Karolinska Institutet han logrado mapear los tipos de neuronas que componen el sistema nervioso entérico en el intestino de los ratones. El estudio, que se publica hoy en la revista científica Neurociencia de la naturaleza , también describe cómo se forman las diferentes neuronas durante el desarrollo fetal, un proceso que sigue principios diferentes a las neuronas cerebrales.

Nuestro tracto gastrointestinal (GI) de aproximadamente siete metros de largo tiene sus propias neuronas funcionalmente distintas. Dado que este sistema nervioso entérico (ENS) funciona de forma autónoma, a veces se lo denomina cerebro "segundo" o "abdominal".

Mientras que el ENS controla el movimiento muscular (peristaltismo) en el intestino y su equilibrio de líquidos y flujo sanguíneo, también se comunica con el sistema inmunológico y el microbioma. Por lo tanto, tiene un efecto sistémico en el cuerpo y se cree que está involucrado en una amplia gama de enfermedades. Se estima que alrededor del 30 por ciento de la población vive con complicaciones gastrointestinales permanentes.

Usando secuenciación unicelular, un método que permite a los científicos categorizar y clasificar funcionalmente células individuales determinando qué genes están activos en ellas, investigadores del Karolinska Institutet ahora han mapeado las neuronas que componen el ENS del ratón. Mas o menos, la función de las neuronas se puede descomponer en sensorial, motor o interneuronal; ahora, los investigadores han logrado describir subgrupos de tales células nerviosas, en total, han identificado y clasificado doce tipos diferentes de neuronas ENS, incluyendo subgrupos de neuronas sensoriales, algunos de los cuales son activados por sustancias en los intestinos y afectan el sistema inmunológico, mientras que otros se estimulan de forma más mecánica.

Los investigadores también estudiaron cómo se forman las neuronas del tracto gastrointestinal durante la gestación, y encontró que el proceso de maduración sigue principios diferentes a los del sistema nervioso central (SNC). En el SNC, las neuronas maduran a partir de células madre que están "preprogramadas" para formar un cierto tipo de neurona dependiendo de su ubicación, ya que se necesitan diferentes tipos de neuronas en diferentes sitios del SNC. En la ENS, por otra parte, se necesita la misma composición de neuronas a lo largo de todo el intestino.

Por lo tanto, no está claro cómo las células del ENS "saben" en qué madurar. En este estudio, Los investigadores muestran que los diferentes tipos de neuronas en el ENS se forman después de que las células maduran en neuronas e identifican un factor de transcripción. Pbx3, que juega un papel importante en este proceso de transformación.

Lo que haremos a continuación es activar sistemáticamente las diferentes neuronas del ENS en ratones para estudiar cómo se ven afectadas las funciones gastrointestinales. Esto nos permitirá producir un conocimiento funcional detallado sobre las diferentes neuronas. Entonces, en el futuro, podremos averiguar el papel que desempeñan las neuronas en diferentes enfermedades intestinales e identificar objetivos para nuevos fármacos ".

Ulrika Marklund, el último autor del estudio, investigador, Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica, Instituto Karolinska

Ella continúa:"Nuestros nuevos hallazgos sobre la formación de la ENS también allanarán el camino para mejores métodos de 'producir' neuronas entéricas específicas. Es concebible que eventualmente podamos tener terapias con células madre para curar o aliviar diferentes enfermedades intestinales que involucran la recreación de las neuronas ENS. Pero todavía no hemos llegado a ese punto ".

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