viernes, 8 de enero de 2016

Systems genetics & gene networks for cognition

Nature Neuroscience’ publica un complejísimo informe en el que, usando distintas bases de datos, se concluye que determinadas redes genéticas influyen sobre las diferencias cognitivas y sobre determinados trastornos. Esas redes expresan sistemas de genes que interactúan.

Por tanto, este análisis de sistemas permite superar la investigación hecha hasta ahora basada en aproximaciones más univariadas que multivariadas. Un ejemplo más de que el avance de nuestro conocimiento se encuentra ahora estrechamente vinculado a las mejoras de carácter tecnológico. Sabemos más o menos lo que se debe hacer para satisfacer nuestro ansia de saber, pero no siempre se puede por limitaciones metodológicas y técnicas.

Los genes que influyen sobre la cognición humana probablemente influyen simultáneamente sobre distintos factores cognitivos. Es decir, como sostuvieron hace tiempo Kovas & Plomin, los genes poseen efectos generalistas.

Esta idea se contrasta usando un análisis de redes en el que los genes se co-expresan. Se combinan datos de humanos (sin y con trastornos, vivos y muertos) y animales para aumentar la solidez de la evidencia.

Las redes de genes finalmente identificadas (especialmente la red M1, y, también, aunque en menor grado, M3, M11 y M19) se encuentran vinculadas a los procesos sinápticos en el cerebro (intercambio de calcio, guía axonal, potenciación, densidad postsináptica, etc.).

En el siguiente paso se relaciona estas redes genéticas (coexpression modules) con la cognición humana. En concreto (¡oh, sorpresa!) con la inteligencia fluida, la inteligencia cristalizada, el recuerdo verbal demorado y la velocidad mental. Para atestiguar que las posibles asociaciones son genuinas se incluye en el análisis una serie de fenotipos que se sabe no se encuentran asociados con las funciones cognitivas, tales como la presión sanguínea o los niveles de glucosa.


La red M1 se asoció a los cuatro factores cognitivos señalados, mientras que M3 se asoció a todos menos a la inteligencia cristalizada. La asociación más replicable se observó para M3 y la inteligencia fluida. Ninguna de las dos redes se asoció a los fenotipos no relacionados con las funciones cognitivas.

En la siguiente fase de la investigación se exploró la expresión de M1 y M3 en las diferentes etapas del desarrollo del cerebro humano, analizando en detalle sobre qué región cerebral se expresan los genes de M1 y M3. El resultado reveló un gradiente de expresión durante el desarrollo que comienza alrededor de la semana 18 de la gestación, que alcanza su máximo al nacer y que persiste en el periodo postnatal. Después del nacimiento, los genes de M1 y M3 se expresan en toda la corteza, salvo en el estriado, el tálamo y el cerebelo: “diferentes procesos subyacen a la expresión de M1 y M3 en el cerebro”.

Teniendo en cuenta que los trastornos cognitivos son un componente esencial de muchos desórdenes neurológicos (como la esquizofrenia, el autismo o la epilepsia), el equipo de científicos se lanza a analizar la relación de M1 y M3 con la susceptibilidad a esos trastornos. Los resultados señalan que la mutación en los genes de M3 se asocian a la discapacidad intelectual y la encefalopatía epiléptica.


En resumen, esta ambiciosa investigación demuestra la presencia de una asociación replicable entre dos redes de co-expresión genética (M1 y M3) y las capacidades cognitivas en humanos sanos. M1 incluye genes relacionados con los procesos sinápticos en el cerebro, y, por tanto, se apoya la relación de los procesos postsinápticos y la potenciación a largo plazo con la cognición humana.

M1 y M3 influyen, en general, sobre las capacidad cognitivas, no en capacidades específicas como la memoria. Este resultado es consistente con la evidencia derivada de estudios en genética conductual y molecular en los que se observa una alta correlación genética entre distintas capacidades cognitivas:

La distribuida expresión y co-expresión de los genes de las redes M1 y M3 sobre la corteza humana, y su ajustada regulación durante el desarrollo, es también consistente con el papel que juegan estos módulos a través de distintos dominios cognitivos”.

La expresión de los genes de M1 y M3 son sustancialmente estables desde el momento del nacimiento, lo que sugiere un papel persistente de estos genes sobre la cognición durante el ciclo vital.

Naturalmente, esta conclusión sustanciaría la estabilidad del rasgo inteligencia que ya se ha discutido en este foro en más de un ocasión. Por ejemplo:



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