En ratones, un mapa 3D de los lípidos divide el cerebro en 539 zonas químicas, también la sustancia blanca

Qué se hizo

Un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) dibujó un mapa en tres dimensiones de los lípidos de membrana del cerebro de ratones adultos. No es un estudio en personas ni de una enfermedad: es un atlas, una herramienta de referencia para la investigación básica.

Usaron MALDI (desorción e ionización láser asistida por matriz: un láser barre un corte fino de tejido punto por punto, arranca las moléculas de cada punto y un espectrómetro de masas las identifica por su peso, de modo que se obtiene una imagen de dónde está cada molécula). Así midieron 172 lípidos en 109 cortes de 11 cerebros de ratón, con unos 7,2 millones de puntos de medida, cada uno del tamaño de una a cuatro células. Después colocaron todos los datos sobre el atlas anatómico de referencia del ratón (el del Instituto Allen) para compararlos con la anatomía, los tipos celulares y las conexiones.

Dos cerebros de macho se muestrearon de punta a punta; los demás (tres machos, tres hembras y tres hembras preñadas a mitad de gestación) sirvieron para validar y comparar.

Qué encontraron

Un algoritmo agrupó los puntos según su perfil de lípidos, sin mirar la anatomía, y salieron 539 territorios químicos que los autores llamaron lipizonas (zonas del cerebro con una mezcla de lípidos propia; no se definen por la forma ni por los genes, sino por la composición química de sus membranas).

• La primera gran división separa sustancia gris y sustancia blanca, y luego las lipizonas siguen bastante bien las regiones anatómicas clásicas.
• Casi no hay lípidos «marcadores» que estén solo en una zona: lo que cambia es la proporción de muchos a la vez.
• El 76 % de las lipizonas (304 de 399 analizables) coincide con el territorio de un tipo celular conocido.
• Algunas lipizonas abarcan a la vez el cuerpo de una neurona y la punta lejana de su axón, algo que los mapas basados en la expresión de genes no captan, porque solo ven el núcleo.
• Las regiones conectadas entre sí comparten lipizonas con más frecuencia: 33,8 % frente a 14,8 % de las parejas no conectadas.
• Saber qué genes se expresan en cada sitio predice solo en parte los lípidos: de unos 36 % a algo más de la mitad de la variación explicable, según el método. Los autores concluyen que el mapa de lípidos no se reduce al de genes.

En el cuerpo calloso, la parte lateral y la medial tienen firmas distintas. Los autores sugieren que es una huella del desarrollo: la mielina se forma después del nacimiento por oleadas y llega más tarde al centro. También hallaron que los plexos coroideos tienen dos zonas químicas diferentes y que ciertas esfingomielinas dibujan el sistema ventricular.

Sexo y embarazo

En las hembras preñadas, a mitad de gestación, subieron lípidos de la mielina en buena parte de la sustancia blanca, y en la corteza el cambio más marcado estuvo en la capa 4, la que recibe la información sensitiva del tálamo. En esa zona, el análisis apunta a una vía de señal del receptor de glucocorticoides (hormonas de la corteza suprarrenal, como el cortisol en humanos o la corticosterona en roedores, que entran en la célula, se unen a un receptor y cambian qué genes se encienden); los autores la apoyaron con secuenciación de ARN de núcleos y con tinciones, pero en muy pocos animales (dos por grupo).

Qué significa y qué no

El cerebro tiene una geografía química de lípidos que no es copia de la de los genes: en ratón se distinguen 539 territorios, incluso dentro de la sustancia blanca.

• Es ciencia básica en ratones. No dice nada todavía de enfermedades humanas ni de tratamientos.
• Los grupos de comparación son pequeños (tres animales por grupo para sexo y embarazo) y el número de lipizonas depende del algoritmo, aunque los autores probaron 27 formas alternativas de agruparlas y los hallazgos principales se repitieron.
• La técnica no distingue isómeros, y algunas familias de lípidos solo se identificaron de forma tentativa.
• Que el embarazo pueda modificar los lípidos de la mielina es una hipótesis interesante para la neurología de la mujer, pero aún no se ha estudiado si esos cambios persisten tras el parto ni si ocurren en personas.

El atlas es público y se puede explorar en línea, de modo que otros grupos podrán usarlo para estudiar enfermedades en las que fallan la mielina o el metabolismo de los lípidos.