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Un nuevo estudio liderado por Standford Medicine y publicado el pasado 18 de septiembre en Nature Neuroscience pone en jaque el modelo predominante de cómo se desarrolla el cerebro humano.
Esto tiene grandes implicancias, especialmente dentro del laboratorio y expertos estiman que podría permitir a la medicina dar un paso clave en el cultivo de células para el estudio de enfermedades neurodegenerativas.
El modelo que el nuevo estudio está poniendo en jaque
Tradicionalmente, la neurobiología sostuvo que una única célula progenitora en las fases tempranas de desarrollo daba origen al cerebro entero.
Sin embargo, el nuevo estudio de Standford plantea que en realidad lo que hoy llamamos cerebro son dos sistemas diferentes que evolucionaron por separado y están juntos en un mismo espacio, pero no tienen el mismo origen.
Para comprender esto, primero es importante distinguir la región frontal de la región trasera. Expertos explican que la zona que permite funciones básicas como la respiración, el latido y demás es conocida como cerebro anterior. Por otro lado, la región donde entra en juego la capacidad de cuestionamiento, el lenguaje, la conciencia y el raciocinio pertenece al cerebro posterior o frontal.
“Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro surge de una célula progenitora totalmente diferente a la parte trasera del cerebro”, asegura Kyle Loh, profesor asociado de biología del desarrollo y autor principal del estudio.
Qué descubrieron específicamente los expertos
Antes se creía que existía una única población de células que se dividían para formar todo el cerebro. El estudio contradice esta idea y asegura que existen dos grupos completamente diferentes, cada uno con un desarrollo independiente.
Observando las primeras instancias de la formación del embrión en ratones, descubrieron dos de estos grupos de células “progenitoras”, uno que expresa el gen Otx2 -destinado a convertirse en prosencéfalo y mesencéfalo- y otro grupo que expresa el gen Gbx2, destinado a formar el cerebro posterior.
El punto clave de esto es que ambas poblaciones celulares nunca se mezclan.
El próximo paso, de acuerdo a lo explicado por los especialistas, fue observar de cerca cómo se presenta el ADN configurado dentro de las células, -de esto depende que ciertos genes se activen y otros no- y encontraron que sus configuraciones son diferentes, lo que explica que se desarrollen por caminos separados.
Este mismo patrón se observó en gallinas, pez cebra y gusanos hace cientos y cientos de millones de años atrás.
“Nuestra investigación sugiere que la evolución tomó dos sistemas neuronales existentes y los unió espacialmente”, explica Loh y ahonda en que posiblemente es más eficiente.
Qué fallaba en el laboratorio y qué podría cambiar
Por no conocer la existencia de estos dos caminos separados, previamente los expertos intentaron introducir células progenitoras del cerebro anterior y mesencéfalo hacia el cerebro posterior, pero esto falló porque -como ahora revela el estudio- no pueden mezclarse.
Los intentos truncados frenaban la posibilidad de realizar investigaciones clave para enfermedades como la AME o la ELA, pues el tejido del tronco encefálico no puede obtenerse de pacientes vivos, entonces el cultivo celular en laboratorio siempre fue un objetivo claro.
“Nuestro descubrimiento significa que ahora podemos hacer crecer neuronas desde la parte posterior del cerebro, el cerebro posterior, en una placa de Petri y estudiar sus funciones”, afirmaron los investigadores, que esperan profundizar en este hallazgo para que nuevas investigaciones puedan realizarse.
