La misma diferencia: las dos mitades del hipocampo tienen una actividad genética diferente

DALLAS – 28 de mayo de 2021 – Un estudio de la actividad genética en el hipocampo del cerebro, dirigido por investigadores de la Universidad del Sur de California, ha identificado marcadas diferencias entre las partes anterior y posterior de la región. La los resultados, Se publicó hoy en NeuronaPodría arrojar luz sobre una variedad de trastornos cerebrales que incluyen el hipocampo y, en última instancia, puede ayudar en terapias nuevas y dirigidas.

«Estos nuevos datos revelan diferencias a nivel molecular que nos permiten ver el hipocampo anterior y posterior de una manera completamente nueva», dice el líder del estudio. Genevieve Konopka, PhD., Profesor asociado de neurociencia en UTSW.

Ella y la codirectora del estudio Bradley C.Liga, MD, Un profesor asociado de neurocirugía, neurociencia y psiquiatría explica que el hipocampo humano generalmente se considera una estructura unificadora con roles clave en la memoria, la movilidad espacial y la regulación de las emociones. Sin embargo, algunas investigaciones han sugerido que los dos extremos del hipocampo, el frente, que apunta hacia la cara y la parte posterior, que apunta hacia arriba, hacia la parte posterior de la cabeza, cumplen funciones diferentes.

Los científicos han especulado que el hipocampo anterior puede ser más importante para la emoción y el estado de ánimo, mientras que el hipocampo posterior puede ser más importante para la cognición. Sin embargo, Konopka, el investigador John Haiten en la investigación del autismo, dice que los investigadores aún no han explorado si existen diferencias en la actividad genética entre estas dos mitades.

Para estudiar, Konopka y Lega, ambos miembros Peter O’Donnell Jr. El Instituto del CerebroY sus colegas aislaron muestras del hipocampo anterior y posterior de cinco pacientes que extirparon el esqueleto para tratar la epilepsia. Las convulsiones a menudo se originan en el hipocampo, explica Liega, quien realizó la cirugía. Aunque las anomalías cerebrales desencadenan estas convulsiones, el análisis microscópico indicó que los tejidos utilizados en este estudio eran anatómicamente normales.

Después de la extracción, las muestras se sometieron a una secuencia de ARN de un solo núcleo (snRNA-seq), que evalúa la actividad genética en células individuales. Aunque snRNA-seq mostró principalmente los mismos tipos de neuronas y células de soporte que se encuentran en ambas secciones del hipocampo, la actividad de genes específicos en las neuronas excitadoras, aquellas que estimulan a otras neuronas para disparar, varió mucho entre el segmento anterior y posterior del hipocampo. . Cuando los investigadores compararon este conjunto de genes con la lista de genes asociados con trastornos mentales y neurológicos, encontraron una gran coincidencia. Los genes asociados con los trastornos del estado de ánimo, como el trastorno depresivo mayor o el trastorno bipolar, tienden a ser más activos en el hipocampo anterior. Por el contrario, los genes asociados con trastornos cognitivos, como el trastorno del espectro autista, tienden a ser más activos en el hipocampo posterior.

Lega señala que cuanto más los investigadores sean capaces de estimar estas diferencias, mejor podrán comprender los trastornos en los que está involucrado el hipocampo.

«La idea de que el hipocampo anterior y posterior representan estructuras funcionales distintas no es del todo nueva, pero se ha subestimado en la medicina clínica», dice. «Cuando tratamos de comprender los procesos de las enfermedades, debemos tenerlo en cuenta».

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Otros investigadores de UTSW que contribuyeron a este estudio fueron Fatima Ayhan, Ashwinikumar Kulkarni, Stefano Pirtu, Karthigayene Sivaprakasam y Connor Douglas.

Este trabajo fue financiado a través de subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones de los NIH NS106447, T32DA007290, T32HL139438, NS107357), Subvención de la Iniciativa Cerebral de la Universidad de Texas (366582), Fundación Shelton, Centro Nacional para el Desarrollo de la Ciencia Transformacional de los Institutos Nacionales de Health (bajo el Premio del Centro Médico Transformacional UL1TR001105), la Iniciativa Chan Zuckerberg (un Fondo Asesor de la Fundación Comunitaria de Silicon Valley, HCA-A-1704-01747) y la Iniciativa Científica del Siglo XXI de la Fundación James S. McDonnell para Entender la Cognición Humana (Premio Investigador 220020467).

UT Southwestern, uno de los principales centros médicos académicos del país, integra investigación biomédica pionera con atención y educación clínicas excepcionales. El cuerpo docente de la institución ha recibido seis premios Nobel e incluye a 25 miembros de la Academia Nacional de Ciencias, 17 miembros de la Academia Nacional de Medicina y 13 investigadores del Instituto Médico Howard Hughes. Nuestra facultad de 2.800 de tiempo completo es responsable de los desarrollos médicos pioneros y está comprometida a traducir rápidamente la investigación científica en nuevos tratamientos clínicos. Los médicos de UT Southwestern brindan atención en casi 80 especialidades a más de 117,000 pacientes de hospitales, más de 360,000 emergencias y supervisan casi 3 millones de visitas ambulatorias al año.