Neurociencia global
Editorial del número 14 de la revista CIC Network a cargo del Director Científico del centro Achucarro, Carlos Matute
Este año que termina está jalonado por hitos científicos y nuevas expectativas que anticipan una nueva era en la investigación del cerebro.
Hace unos meses la Unión Europea aprobó el lanzamiento del Human Brain Project (HBP) que ha movilizado unos recursos económicos y humanos sin precedentes en nuestro continente. Con una dotación aproximada de 1000 millones de euros y la participación de 87 instituciones de 15 países, el HBP pretende establecer un modelo computacional del cerebro humano que permita emular las funciones cerebrales, estudiar sus características, así como entender las causas de las enfermedades neurológicas favoreciendo su diagnóstico temprano, cuando todavía se pueden tratar con mayor eficacia. En su concepción y gestión participa Javier De Felipe, investigador del Instituto Cajal en Madrid, y que contribuye a este número de CIC Network.
Esta iniciativa es de una envergadura similar a la que en su día fue el proyecto Genoma Humano, e integra las disciplinas más diversas: desde la neurobiología y la generación de modelos matemáticos y de simulación, hasta el desarrollo de nuevo software y supercomputadores.
A su vez, la administración Obama en EEUU ha dado su réplica al HBP con el programa BRAIN (Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) liderado por Rafael Yuste, científico español afincado en la Universidad Columbia de Nueva York. BRAIN aspira a componer el mapa de toda la actividad cerebral en los próximos 15 años.
Ambos proyectos surgen de la necesidad de introducir nuevos elementos tecnológicos en el estudio del sistema nervioso, y de la urgencia de integrar la gran cantidad de información generada para dar forma al rompecabezas descomunal que constituyen las 100.000 millones de neuronas y el casi billón de células gliales (sí, 1012) que integran el cerebro humano. Los avances en ambas iniciativas servirán para avanzar en la comprensión de las enfermedades que afectan a este órgano como la esquizofrenia, la epilepsia, el Alzheimer y el Parkinson, por mencionar algunas de las más complejas y prevalentes.
El lanzamiento de estas iniciativas surge en un momento en el que se han producido grandes avances en el terreno neurocientífico. Hace varias semanas la revista Nature publicó un estudio en el que se han desarrollado técnicas para fabricar minicerebros humanos en el laboratorio. Este hallazgo es crucial puesto que la mayor parte de la investigación sobre el cerebro humano se basa en estudios en cultivos celulares y en el uso racional de la experimentación animal. En estos paradigmas se averigua el funcionamiento normal del cerebro y se modelan las enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Aunque la validez y utilidad de esta forma de investigar el cerebro humano sano y enfermo es incuestionable, no es obvia la traslación de la información generada al desarrollo de nuevos tratamientos con claro beneficio clínico. Por eso, es decisivo investigar con tejido nervioso humano, cuestión que hasta ahora se viene realizando con muestras de autopsias o desechadas tras intervenciones neuroquirúrgicas. El nuevo descubrimiento permite generar “cerebroides” humanos a partir de células madre (troncales) pluripotentes inducidas mediante reprogramación de células adultas de la piel de individuos sanos o de pacientes. La estructura tridimensional de estos cerebroides reproduce muchos de los parámetros arquitectónicos del cerebro, permitiendo el estudio del desarrollo del mismo y de los trastornos del neurodesarrollo, que constituyen un grupo de enfermedades raras sin curación en la actualidad. Es previsible que en breve se generen en el laboratorio minicerebros humanos que modelen todas y cada una de las enfermedades neurológicas y psiquiátricas. El alcance de estos avances cambiará por completo el panorama terapéutico en la próxima década.
Son buenas noticias para los pacientes y sus familias, que llegan en un momento en que las grandes empresas farmacéuticas estaban cerrando sus departamentos de desarrollo de nuevos medicamentos para el tratamiento de las enfermedades del cerebro, por ser este órgano demasiado complejo y suponer un reto demasiado arriesgado para la actividad empresarial. La posibilidad de trabajar con minicerebros humanos ha tirado por tierra este prejuicio y está reorientando la actividad investigadora del sector privado. Así, no es casual que la gigante Novartis y otras compañías multinacionales líderes del sector farmacéutico, acaban de anunciar la apertura de nuevas líneas de investigación que se basan en parte en los avances de la genética y el uso de la tecnología de las células troncales. Pretenden de esta manera estudiar el cerebro y sus enfermedades de una manera menos reduccionista, al margen de la investigación clásica sobre los neurotransmisores, y concentrándose en el análisis de los circuitos neurales que causas las enfermedades. Es decir, en lugar de focalizarse en el mensajero (transmisor), estudiar las disfunciones de la red comunicante.
En este ambiente de neuro-optimismo generalizado, las neurociencias también han sido reconocidas con la concesión del Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2013 que ha sido concedido a la terna de investigadores compuesta por J. Rothman, R. Schekman y T. Südhof por sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico vesicular, un sistema de transporte crucial para las células. En particular, dos de los galardonados, Rothman and Südhof, han sentado la bases para la compresión de la biología molecular que rige los procesos de liberación vesicular de los neurotransmisores, las señales que comunican las neuronas entre sí y con las células gliales que las rodean. De esta manera han identificado numerosas moléculas clave para este proceso de señalización, y que constituyen dianas terapéuticas para distintas enfermedades, incluido el autismo.
Estas noticias no hacen sino poner de manifiesto el vigor de la investigación en neurociencias y su importancia biomédica y social. Así pues, el reto en Euskadi es consolidar la estructura investigadora en este ámbito, que ya goza de buena salud, y engancharla al tren internacional, que va a toda máquina. La definición de la estrategia de investigación para la especialización inteligente (RIS3) y el nuevo programa europeo Horizonte 2020 serán ocasiones para materializar un salto cualitativo en la internacionalización de la neurociencia vasca.