A los 24 años el cerebro parece cerrar una larga temporada de trabajo en marcha. Siguen décadas de relativa estabilidad y, después de los 60 años, la actividad molecular vuelve a cambiar: esta vez son principalmente las células que sostienen, protegen y controlan las neuronas que se mueven. Es la trayectoria reconstruida por un gran estudio publicado en Naturalezaque rastreó los cambios celulares en la corteza prefrontal dorsolateral a lo largo de casi un siglo de vida humana.
Los investigadores analizaron más de 1,3 millones de núcleos celulares de los cerebros de 284 personas, desde la infancia hasta los 97 años, construyendo uno de los mapas más detallados disponibles de cómo las neuronas y las células gliales cambian con la edad. La secuencia identificada es bastante clara: grandes transformaciones durante el desarrollo, un ajuste alrededor de los 24 años, una larga fase relativamente estable y luego una nueva ola de actividad molecular después de los 60 años.
A los 24 años el cerebro entra en su larga fase estable
La región observada por los investigadores es la corteza prefrontal dorsolateral, implicada en funciones como la planificación, la memoria de trabajo, el control cognitivo y la toma de decisiones. Durante la infancia y la adolescencia su composición celular cambia significativamente. Las neuronas y las células gliales pasan por fases de maduración, los programas de expresión genética cambian y muchas poblaciones celulares continúan asentándose. Entonces la curva se ralentiza.
Los autores identifican un punto de inflexión alrededor de los 24 años, después del cual la composición de la mayoría de las subclases celulares se vuelve mucho más estable. El cerebro sigue cambiando y adaptándose de forma natural, pero sobre todo frenando la gran remodelación celular y molecular que había caracterizado las fases anteriores. Esta relativa tranquilidad acompaña gran parte de la edad adulta.
Entre los 20 y los 59 años, por ejemplo, los investigadores también observaron ritmos circadianos bien coordinados en las neuronas, con varios genes siguiendo patrones regulares a lo largo de las 24 horas. Una especie de larga fase de administración cerebral ordinaria. Luego superas los 60 y algo empieza a moverse de nuevo.
A partir de los 60 años, las células que sostienen las neuronas cambian especialmente
Al final de la edad adulta aparece una nueva ola de actividad molecular. Esta vez son sobre todo los astrocitos, la microglía, los oligodendrocitos y otras células gliales las que más cambian, que desempeñan funciones esenciales de apoyo a las neuronas, mantienen el entorno cerebral y participan en la respuesta inmunitaria. Los autores describen una verdadera reactivación de los programas moleculares relacionados con la edad. Los genes cuya actividad varía con el envejecimiento aumentan y los procesos vinculados a la respuesta inmune, la inflamación y el estrés celular se vuelven más evidentes.
El ritmo interno de las células también cambia. En las muestras más jóvenes y de mediana edad, las neuronas mostraron una actividad muy bien organizada durante 24 horas. A partir de los 60 años esta sincronización se atenúa, mientras que algunas células gliales adquieren nuevos ritmos moleculares vinculados a respuestas al estrés.
Como explican los investigadores de la Escuela de Medicina Icahn del Monte Sinaí, que participan en el mayor conjunto de estudios de los que nació este atlas, el cerebro que envejece también parece cambiar la forma en que distribuye algunas de sus actividades celulares con el tiempo.
Las enfermedades siguen diferentes tiempos.
El mapa se vuelve particularmente interesante cuando los investigadores superponen los cambios relacionados con la edad con genes asociados con ciertos trastornos neurológicos y psiquiátricos. Las señales genéticas relacionadas con la esquizofrenia y el trastorno bipolar están más estrechamente asociadas con programas celulares activos en las primeras etapas del desarrollo. Los relacionados con el Alzheimer, sin embargo, aparecen principalmente en las células gliales que cambian durante la edad adulta tardía. Por lo tanto, no es sólo el tipo de célula lo que importa. También importa cuándo, a lo largo de la vida, ciertos programas biológicos se vuelven más o menos activos.
Un segundo trabajo, publicado casi simultáneamente en Cienciaañade un detalle interesante. Al estudiar el hipocampo de adultos de diferentes edades, otro grupo observó cambios importantes en la microglía, las células inmunes del cerebro, entre los 50 y los 75 años, junto con modificaciones de las células que contribuyen a la barrera hematoencefálica y de la organización tridimensional del genoma.
Es un acercamiento mucho más cercano a una región diferente del cerebro, que sin embargo cae en el mismo tramo de la vida en el que el atlas de Naturaleza ve reactivada la actividad molecular. Los dos estudios analizan cosas diferentes y con herramientas diferentes, pero ambos terminan mostrando cómo la segunda mitad de la vida adulta es biológicamente más agitada de lo que sugiere la vieja idea de un envejecimiento lento y uniforme.
Un cerebro que cambia por etapas
La fotografía que sale del estudio el Naturaleza por lo tanto, tiene poco de la clásica línea recta que va del crecimiento al declive. Al principio son años de intensas transformaciones. Alrededor de los 24 años llega una fase de relativa estabilidad que dura décadas. Luego, a partir de los 60 años, diferentes poblaciones celulares empiezan a modificar nuevamente su actividad y sobre todo cambian los sistemas de soporte, protección y vigilancia del tejido nervioso.
Una exploración que podría ayudar a comprender mejor por qué algunas enfermedades aparecen con más frecuencia en determinadas etapas de la vida y qué células son más vulnerables en cada periodo. Para la cédula de identidad nos convertimos en adultos a los 18 años. Para el cerebro, al parecer, el calendario es un poco menos burocrático.
