La corteza cerebral está muy desarrollada en los humanos

Encuentran la señal clave que guía el desarrollo del cerebro

Ulrich Mueller y Cristina Gil-Sanz, el Instituto de Investigación de Scripps
SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE
Actualizado 07/08/2013 20:07:14 CET

MADRID, 7 Ago. (EUROPA PRESS) -

Científicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI, en sus siglas en inglés), en La Jolla, California, Estados Unidos, han decodificado una señal molecular importante que guía el desarrollo de una región clave del cerebro conocida como corteza cerebral. La región más grande y más recientemente evolucionada del cerebro, la corteza cerebral, está particularmente bien desarrollada en los seres humanos y es responsable del procesamiento sensorial, la memoria a largo plazo, el razonamiento, las acciones musculares complejas, la conciencia y otras funciones.

"La neocorteza del mamífero tiene una estructura distintiva con seis capas de neuronas y nuestro hallazgo ayuda a explicar cómo se genera esta estructura en capas en la primera infancia", explicó Ulrich Mueller, director del Departamento de Neurociencia Molecular y Celular del TSRI y director del Centro de Neurociencia Dorris en TSRI.

El descubrimiento, publicado este miércoles en la revista 'Neuron', también es probable que ayude a la investigación sobre el autismo, la esquizofrenia y otros trastornos psiquiátricos. "Con estudios como éste, estamos empezando a entender las funciones normales de moléculas cuya interrupción por mutaciones genéticas puede causar trastornos del desarrollo cerebral", agregó Mueller.

La señal descubierta por el equipo de Mueller es la que ayuda a guiar la migración de las neuronas del bebé a través de la corteza cerebral en desarrollo. Estas neuronas nacen de raíces similares a las células de la parte inferior de la corteza cerebral, donde se envuelven alrededor de un gran espacio lleno de líquido en el cerebro llamado ventrículo. Las neuronas recién nacidas migran entonces hacia arriba o radicalmente hacia fuera desde el ventrículo, dirigiéndose directamente a sus lugares apropiados en las seis capas, en una estructura en columna de la neocorteza por las células de guía especiales llamadas células de Cajal-Retzius (CR).

En un estudio publicado en 2011, Mueller y sus colegas de laboratorio encontraron una pista importante. Reelin descubrió guías de la migración neuronal, al menos en parte, al aumentar la expresión de una molécula de adhesión celular genérica, Cadherin2 (CDH2), en las neuronas del bebé. Desde CDH2 puede expresarse casi cualquier tipo de célula en el neocórtex en desarrollo, por lo que el equipo comenzó a buscar otros factores que podrían dar cuenta de la especificidad de la interacción entre las células y las neuronas migratorias CR del bebé.

Un conjunto de candidatos eran las proteínas nectins de adhesión celular que se conoce que funcionan con cadherinas en otros contextos. La autora principal, Cristina Gil-Sanz, investigadora asociada en el laboratorio de Mueller, cartografió los niveles de expresión de los cuatro tipos conocidos de proteínas Nectin en la corteza del ratón en desarrollo y encontraron un patrón interesante.

"Observamos que nectin1 se expresa específicamente en las células CR y nectin3 por neuronas que migran --dijo Gil-Sanz--. Al mismo tiempo, sabíamos de la investigación anterior que nectin1 y nectin3 son las parejas de unión preferidas". Gil-Sanz y sus colegas siguieron con otros experimentos y pronto confirmaron que la conexión de nectin1 en las células CR con nectin3 en las neuronas del bebé es fundamental para la migración neuronal adecuada.

"Esto demuestra por primera vez la importancia de los contactos directos entre las células y las neuronas migratorias CR", dijo Gil-Sanz. Los experimentos también mostraron que esta conexión directa entre nectin es efectivamente parte de la vía de señalización identificada por Reelin. "Esto ayuda a explicar cómo se produce la interacción específica entre las neuronas y las células CR y no afecta a otras células cercanas que también expresan CDH2", dijo.

"Sabemos que hay cuatro proteínas Nectin, además de una gran cantidad de moléculas nectin similares", subrayó Mueller. El nuevo estudio representa un gran paso hacia la comprensión científica completa de la migración neuronal en la neocorteza y es probable que sea relevante para el estudio de las enfermedades del desarrollo cerebral también.

Anomalías de señalización en los seres humanos se han relacionado con el autismo, la depresión, la esquizofrenia e incluso la enfermedad de Alzheimer, y, en los últimos años, mutaciones de la proteína cadherina también se han asociado con trastornos como la esquizofrenia y el autismo. "Estudios como el nuestro dan una idea de estos hallazgos, demostrando que estas moléculas, en cooperación con nectins, regulan los procesos clave de desarrollo, como el posicionamiento de las neuronas en la neocorteza," concluye Mueller.

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