Imágenes 3D para estudiar los cambios en el cerebro

La estructura y función del cerebro cambia constantemente como resultado del desarrollo, el envejecimiento, la influencia ambiental y la enfermedad. Estos cambios se deben fundamentalmente a dos mecanismos: la activación neuronal (cambios a corto plazo) y la expresión génica, proceso mediante el cual el ARN y las proteínas se elaboran a partir de las instrucciones codificadas en los genes (cambios a largo plazo).

Los avances en la tecnología de imágenes han transformado la forma en que investigamos estos mecanismos. La resonancia magnética funcional (RMf) ha revolucionado nuestra comprensión del cerebro humano al proporcionar un poderoso método no destructivo para obtener imágenes de la actividad neuronal. Sin embargo, las tecnologías para obtener imágenes de la expresión génica se han limitado a métodos que requieren muestreo invasivo y procesamiento de tejidos, lo que dificulta los avances científicos hacia una mayor compresión del cerebro.

Los cambios a largo plazo en la función cerebral desempeñan un papel fundamental tanto en las enfermedades cerebrales como en las respuestas del cerebro al cambio ambiental. Por ello, la capacidad de medir y visualizar la expresión y regulación génica en el cerebro de forma no invasiva supone una revolución en el estudio de la función, el comportamiento y las enfermedades cerebrales.

En esta línea, un equipo multidisciplinar de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, en Estados Unidos, ha diseñado un nuevo método de obtención de imágenes denominado IRM epigenética (IRMe). Esta técnica obtiene imágenes en 3D que captan la metilación del ADN, un mecanismo epigenético que utilizan las células para regular qué genes se expresan activamente y que está asociado al aprendizaje.

Este método de imagen abrirá nuevas vías de investigación sobre cómo estos cambios epigenéticos moldean el cerebro, permitiéndole crecer, aprender y responder al estrés. La técnica también puede ser útil para el estudio de procesos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer.

Artículo original: Epigenetic MRI: Noninvasive Imaging of DNA Methylation in the Brain. Fan Lam, James Chu, Ji Sun Choi, Chang Cao, T. Kevin Hitchens, Scott K. Silverman, Zhi-Pei Liang, Ryan N. Dilger, Gene E. Robinson, King C. Li. bioRxiv 2021.08.20.457113; doi: https://doi.org/10.1101/2021.08.20.457113


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