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Potentes rayos X revelan diferencias únicas en las neuronas de los esquizofrénicos

Potentes rayos X revelan diferencias únicas en las neuronas de los esquizofrénicos

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Los investigadores de la Universidad de Tokai, en Japón, se acercaron a este descubrimiento tras analizar un pequeño número de donantes. El equipo utilizó en

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Los investigadores de la Universidad de Tokai, en Japón, se acercaron a este descubrimiento tras analizar un pequeño número de donantes. El equipo utilizó en su estudio dos diferentes tecnologías de microscopio de rayos X.Las investigaciones se realizaron en dos laboratorios dedicados a la producción de radiación de sincrotrón de rayos X, SPring-8 (Japón) y Advanced Photon Source (Fuente Avanzada de Fotones, APS por sus siglas en inglés) del Departamento de Energía de EEUU.Ambas instalaciones aceleran partículas a lo largo de caminos curvos en el así llamado sincrotrón, causando que liberen una radiación electromagnética de longitud de onda corta en una parte de rayos X del espectro. Pero su uso como una fuente de radiación para fotografiar detalles finos de objetos diminutos, como neuronas, puede ser un arma de doble filo, alertan los científicos.Por un lado, sus longitudes de onda apretadas capturan cada hebilla y tejido de la membrana de una célula. El APS es capaz de alcanzar una resolución de hasta 10 nanómetros, lo que le permitiría revelar la textura de los canales de proteínas individuales que estimulan una membrana celular.Por lo tanto, al captar imágenes desde distintos ángulos, se hace posible reconstruir neuronas como estructuras tridimensionales de alta definición. Desafortunadamente, son muy pequeñas, a pesar de ser bastante largas. Por lo tanto, rastrear cada protuberancia de su superficie es un trabajo incómodo, de acuerdo con el equipo."La muestra tiene que someterse a rayos X para rastrear neuronas", explicó Vincent de Andrade, físico de la División de Ciencia de Rayos X de Argonne. "El campo de visión de nuestro microscopio de rayos X es de aproximadamente 50 micras, lo que es más o menos equivalente al ancho de un cabello humano y es necesario seguir estas neuronas a lo largo de varios milímetros", agregó.Los científicos tomaron muestras de tejido de una parte selecta del cerebro en cuatro personas fallecidas diagnosticadas con esquizofrenia y otros cuatro pacientes que no padecen esta enfermedad. Luego, el equipo escaneó las células nerviosas en dos diferentes instalaciones de sincrotrón. Las imágenes se combinaron para reconstruir neuronas como modelos digitales tridimensionales y aportaron muchos datos que se pueden comparar y contrastar para buscar rasgos distintivos.Los científicos revelaron que el grosor y la curvatura de las estructuras celulares que se extienden lejos del cuerpo de una neurona eran significativamente diferentes entre los individuos con esquizofrenia y aquellos que no tienen esta condición neurológica.Estas variaciones podrían afectar la forma de transmisión de mensajes por las neuronas a lo largo de sus longitudes, lo que podría explicar características del trastorno que en sus formas más graves supone alucinaciones, un control motor dificultoso y delirios.Se requieren más datos sobre lo que está detrás de tales desviaciones en la geometría celular, pero aún no existen los equipos lo suficientemente avanzados que lo puedan permitir. Esta situación podría cambiar cuando el APS obtenga en los próximos años una actualización valorada en 815 millones de dólares y, así, pueda producir rayos X 500 veces más brillantes que los que emite actualmente."Necesitaríamos resoluciones de más de 10 nanómetros para capturar conexiones sinápticas, lo que es un sueño entrañable para el mapeo de neuronas completo", explicó el científico. Estas ideas podrían hacerse realidad tras la actualización, añadió.Analizar de manera multifuncional mecanismos del desarrollo de la esquizofrenia es un proceso complejo que requerirá una avanzada tecnología de captura de imágenes y cómputos complejos.Los científicos están llegando poco a poco a comprender una multitud de factores genéticos y ambientales. Se puede ver que el cerebro cambia mientras todavía está en el útero y continúa cambiando a medida que un niño crece hasta alcanzar la edad adulta. Si fuera posible detectar previamente y tratar esta enfermedad, el equipo ayudaría a mitigar o incluso prevenir los peores rasgos que pueden poner a las personas en riesgo de una enfermedad mental grave.Los investigadores aún están lejos de demostrar cómo las diferencias en las estructuras de las células nerviosas podrían explicar la condición neurológica. Pero este estudio publicado en la revista Translational Psychiatry podría llevar al desarrollo de métodos de tratamiento más adecuados y podría ayudar a mejorar la calidad de vida de decenas de millones de pacientes en todo el mundo.

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