Descubierto un nuevo tipo de célula en el cerebro humano

Un hombre de 36 años, llamado Santiago Ramón y Cajal, montó un laboratorio casero en su vivienda de Barcelona en 1888 y se lanzó a estudiar en su microscopio rodajas de cerebros humanos, procedentes de los abundantes cadáveres del vecino Hospital de la Santa Cruz. Cajal se topó con un “bosque inextricable” al otro lado de la lente, pero se adentró en aquella jungla y demostró que el cerebro está organizado en células individuales, con las neuronas como principales protagonistas del pensamiento. El neurocientífico italiano Andrea Volterra ha relatado durante años la historia de Cajal a sus alumnos de la Universidad de Lausana (Suiza), pero este miércoles es él quien anuncia el descubrimiento de “un nuevo tipo de célula” en el cerebro humano.

El espesor de esa selva cerebral es inimaginable. El órgano gris de kilo y medio que hay dentro del cráneo de las personas se compone de unos 86.000 millones de neuronas, con billones de puntos de comunicación entre ellas. Hasta que apareció Cajal, la comunidad científica creía que el cerebro era una masa difusa de células conectadas físicamente entre sí. El investigador español mostró que eran entidades independientes, aunque se acariciaban y se comunicaban con lo que llamó poéticamente “besos”, hoy conocidos con un término más aburrido: sinapsis.

Las neuronas están rodeadas por otra familia de células, las gliales, que actúan como soporte. Glía, en griego, significa pegamento. Es el pegamento de las ideas. Una de estas células es el astrocito, llamado así por su forma de estrella. Un único astrocito puede participar en dos millones de besos entre neuronas. En esos besos, las neuronas se envían mensajes con sustancias químicas, sobre todo con glutamato, una molécula compuesta por cinco átomos de carbono, nueve de hidrógeno, uno de nitrógeno y cuatro de oxígeno: C₅H₉NO₄. Este proceso es imprescindible en el pensamiento abstracto humano.

El equipo de Volterra ha detectado un nuevo tipo de célula que no pertenece ni a la categoría canónica de neurona ni a la de astrocito. Son “células híbridas”, según el italiano. La neurocientífica Liset Menéndez de la Prida cree que es “un descubrimiento trascendental” que cambiará la forma en la que entendemos el funcionamiento del cerebro y sus trastornos.

Volterra ha denominado “astrocitos glutamatérgicos” a este nuevo tipo de células. Es una subpoblación de astrocitos que poseen parte de la maquinaria molecular de las neuronas para liberar glutamato, según explica Menéndez de la Prida, del Instituto Cajal, en Madrid. “La información entre neuronas es rápida, del orden de unos pocos milisegundos, hasta las decenas de milisegundos si se da entre varias neuronas en cadena (polisinapsis). En cambio, los astrocitos pueden llegar a tardar del orden de segundos en transmitir información. Esta subpoblación mostró respuestas por debajo del segundo, lo que la acerca a los órdenes de magnitud de las respuestas polisinápticas”, reflexiona Menéndez de la Prida, que no ha participado en la investigación. La neurocientífica subraya que se trata de una pequeña población de células y que se desconoce su auténtica proporción en el cerebro, pero recalca que es “un resultado muy rompedor”.

Andrea Volterra considera que su descubrimiento “sacude los cimientos de la neurociencia”, porque cuestiona el conocimiento actual sobre cómo funciona el cerebro y cómo se desarrollan sus trastornos. Su estudio, publicado este miércoles en la revista Nature, muestra que los astrocitos glutamatérgicos se concentran en regiones del cerebro implicadas en la memoria. Una de ellas, el hipocampo, es una de las áreas más inestables en el inicio del alzhéimer. “Por eso tenemos sospechas fundadas de que nuestras células podrían estar implicadas”, explica Volterra.

El equipo también ha observado que los astrocitos glutamatérgicos desempeñan un papel en un circuito que controla los movimientos y está alterado en el párkinson: la vía nigroestriada de la dopamina. “Todavía no hemos estudiado la distribución de estas células en otras regiones del cerebro. Lo que averigüemos orientará nuestras futuras investigaciones. Por ejemplo, si encontramos concentraciones altas de estas células en la corteza prefrontal [la zona del cerebro situada tras la frente], inmediatamente estudiaremos su papel en la toma de decisiones y su alteración en la esquizofrenia”, expone Volterra. “Si las encontramos en las astas de la médula espinal, pensaremos en la esclerosis lateral amiotrófica”.

La neurocientífica Marta Navarrete aplaude el nuevo estudio, pero cree que los astrocitos glutamatérgicos son más bien un subtipo de astrocitos, no un nuevo tipo de célula. “Los astrocitos se conocen desde tiempos de Cajal. Siempre se había pensado que estas células dan de comer a las neuronas y son su soporte estructural, pero ahora se está viendo que son mucho más importantes. Intervienen en el proceso de memoria y aprendizaje, en el miedo, en todas las emociones superiores que un ser humano puede tener”, señala Navarrete, también del Instituto Cajal. El trabajo de Volterra sugiere la existencia de nueve clases de astrocitos, que se sumarían a más de un centenar de tipos de neuronas.

El investigador que observó por primera vez que los astrocitos están involucrados en procesos de información superior fue otro español, Alfonso Araque, actualmente en la Universidad de Minnesota (Estados Unidos). En 1999, Araque abandonó el tópico del beso entre dos neuronas y postuló el concepto de “sinapsis tripartita”, en el que los astrocitos también tienen un papel fundamental. Navarrete, discípula de Araque, recuerda que todavía hay resistencias a este planteamiento. “La idea de que hay tipos de astrocitos especializados en determinadas funciones no está aceptada en la comunidad científica. No se termina de aceptar que pueda haber más células [además de las neuronas] que estén muy involucradas en el procesamiento de información”, lamenta. El nuevo descubrimiento del equipo de Andrea Volterra añade todavía más complejidad al inconcebible cerebro humano.

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