California, EE.UU.- Bajo el microscopio, puede ser difícil distinguir entre dos neuronas, las células cerebrales que almacenan y procesan la información. Así que los científicos han recurrido a los métodos moleculares para tratar de identificar grupos de neuronas con diferentes funciones.

Científicos de Instituto Salk y de la Universidad de California en San Diego han descrito por primera vez las modificaciones químicas de las moléculas de ADN en neuronas individuales, dando la información más detallada sobre qué hace que una célula cerebral sea diferente de su vecino. Este supone un paso crítico para comenzar a identificar cuántos tipos de neuronas existen, lo que siempre ha sido un misterio oculto para los neurocientíficos, y que podría conducir a una mejor comprensión sobre el desarrollo y la disfunción del cerebro. El metiloma de cada célula -un patrón de marcadores químicos- dio una lectura distinta, que ayudó al equipo de Salk a clasificar las neuronas en subtipos.
 
"Creemos que es bastante sorprendente que podamos separar un cerebro en células individuales, secuenciar sus metilomas e identificar muchos nuevos tipos decélulas junto con sus elementos reguladores de genes, los interruptores genéticos que hacen que estas neuronas sean distintas entre sí", según uno de los autores principales del estudio, Joseph Ecker, profesor y director del Laboratorio de Análisis Genómico de Salk y un investigador del Instituto Médico Howard Hughes.

Hasta el momento, para identificar lo que distingue diferentes tipos de neuronas aparte unos de otros, los investigadores estudiaban los niveles de moléculas de ARN dentro de las células cerebrales individuales. Pero los niveles de ARN pueden cambiar rápidamente cuando una célula se expone a nuevas condiciones, o incluso durante un mismo día. Así que el equipo de Salk se centró en los metilomas de las células, que son generalmente estables a lo largo de la edad adulta.

"Nuestra investigación demuestra que podemos definir claramente los tipos neuronales basados ​​en sus metilomas", afirma Margarita Behrens, del Instituto Salk y otras de las autoras principales del nuevo documento. "El hallazgo abre la posibilidad de entender lo que hace que dos neuronas -que se sientan en la misma región del cerebro y de otra manera similar-  se comportan de manera diferente."

El equipo comenzó su trabajo tanto en el ratón como en el cerebro humano, centrándose en la corteza frontal, el área del cerebro responsable del pensamiento complejo, la personalidad, los comportamientos sociales y la toma de decisiones, entre otras cosas. Se aislaron 3.377 neuronas de la corteza frontal de ratones y 2.784 neuronas de la corteza frontal de un humano fallecido de 25 años de edad.
Subtipos únicos de neuronas humanas han sido identificadas.

Las neuronas de la corteza frontal del ratón se encontraron agrupadas en 16 subtipos basados ​​en patrones de metilación, mientras que las neuronas de la corteza frontal humana eran más diversas y formaron 21 subtipos. El estudio también identificó subtipos únicos de neuronas humanas que nunca se habían definido antes. Estos resultados abren la puerta a una comprensión más profunda de lo que distingue a los cerebros humanos de los de otros animales.