Archivo - Cerebro. - GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO / PRACHA - Archivo
MADRID, 18 Sep. (EUROPA PRESS) -
Una investigación liderada por la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) ha desvelado que el cerebro surge de dos sistemas neuronales ancestrales que han evolucionado hasta integrarse, tras identificar que hay dos células progenitoras implicadas en su formación.
"Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro se origina a partir de una célula progenitora totalmente diferente a la de la parte posterior", ha explicado el doctor en biología del desarrollo y profesor asociado Kyle Loh, autor principal del estudio que publica este viernes 'Nature Neuroscience'.
El hallazgo cuestiona la teoría que existía hasta ahora sobre el desarrollo cerebral. Durante décadas, los investigadores han considerado que existe una única célula progenitora en las primeras etapas del desarrollo que da origen a todo el cerebro. Este modelo sugería que todas las partes del cerebro compartían un origen común en su desarrollo.
El estudio ayuda a explicar el porqué de las dificultades para cultivar en el laboratorio células procedentes de la parte posterior del cerebro y abre la puerta a la investigación de tratamientos para la atrofia muscular espinal (AME), la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y otras afecciones que afectan el tronco encefálico.
ROMBENCÉFALO
Según han explicado los autores, el cerebro humano tiene tres regiones principales: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo. El primero se encarga del lenguaje, la conciencia y el razonamiento abstracto, mientras que el último, a menudo llamado tronco encefálico, controla funciones la respiración, el sueño y la regulación del ritmo cardíaco y el hambre, además de los músculos de la cara, la lengua y la garganta.
Los científicos se han encontrado dificultades, durante décadas, para generar neuronas del rombencéfalo humano en el laboratorio, lo que ha complicado la investigación sobre enfermedades que afectan al tronco encefálico.
En este contexto, el equipo de esta investigación, a la que han contribuido investigadores del Instituto Tecnológico de California y de la Universidad de California en San Francisco, se centró en estudiar los primeros momentos del desarrollo embrionario en ratones, durante una etapa llamada gastrulación, cuando el cuerpo comienza a tomar forma.
Así, descubrió que el rombencéfalo sigue una vía de desarrollo independiente, que discurre en paralelo, en lugar de ramificarse, a la vía que da origen al prosencéfalo y al mesencéfalo. En particular, identificó dos tipos diferentes de células progenitoras cerebrales y demostró que estas nunca se superponen, sino que son mutuamente excluyentes desde las primeras etapas del desarrollo.
Tras ello, los investigadores examinaron el empaquetamiento del ADN, o cromatina, en estas células, con lo que hallaron que el ectodermo neural anterior, que da lugar al prosencéfalo y mesencéfalo, y el ectodermo neural posterior, futuro rombencéfalo, presentan configuraciones de cromatina fundamentalmente diferentes y que condicionaron el destino de cada célula progenitora.
CREACIÓN DE CÉLULAS DEL ROMBENCÉFALO
"Los intentos anteriores de crear neuronas del rombencéfalo probablemente trataron de inducir la diferenciación de progenitores del prosencéfalo y del mesencéfalo hacia células del rombencéfalo, algo que nuestro estudio demuestra que no es posible", dijo Rayyan Jokhai, uno de los coautores de la investigación.
Una vez conocido todo esto, los científicos lograron por primera vez convertir en el laboratorio células madre pluripotentes humanas, un tipo de célula capaz de generar cualquier célula del cuerpo humano, en neuronas motoras funcionales del rombencéfalo.
Gracias a esto, se podrá profundizar en el estudio de enfermedades como la ELA y la AME. "Ahora contamos con un modelo para comprender mejor estas enfermedades devastadoras y trabajar en el desarrollo de terapias regenerativas para combatirlas", ha afirmado Jokhai, quien ha resaltado que se trata de "una nueva y prometedora frontera en la investigación cerebral".
Finalmente, los investigadores analizaron 550 millones de años de evolución y encontraron que este patrón cerebral con dos orígenes diferenciados también lo presentaban pollos, peces cebra y gusanos bellota.
"Me sorprendieron nuestros hallazgos porque la palabra 'cerebro' implica un órgano continuo que probablemente tenga un origen único", ha señalado Jokhai para apuntar que, sin embargo, "incluso hace 500 millones de años, existían estos sistemas neuronales separados, que ahora casi funcionan como uno solo, lo cual es fascinante".
