APUNTE.COM.DO.- Una investigación de Stanford Medicine puso en duda la idea de que todas las regiones del cerebro se forman a partir de un mismo tipo de célula embrionaria. El estudio encontró que las zonas relacionadas con el habla, el pensamiento y la toma de decisiones siguen una ruta diferente de las que controlan la respiración, el sueño y el ritmo cardíaco.
El trabajo, publicado este viernes en Nature Neuroscience, llegó a esa conclusión tras rastrear el destino de células en embriones de ratón, estudiar células madre humanas y comparar el patrón con otras especies. No plantea que una persona tenga dos cerebros independientes, sino que cuestiona el modelo de un origen único para todas las regiones del órgano.
La investigación se centra en un período decisivo del desarrollo embrionario llamado gastrulación, la etapa en que las células comienzan a organizarse y adquieren las instrucciones que definirán los grandes tejidos y órganos del cuerpo. Durante décadas, una hipótesis dominante sostuvo que un solo tipo de célula precursora neural originaba todas las regiones cerebrales, con diferencias que aparecían más adelante.
El equipo dirigido por el biólogo del desarrollo Kyle M. Loh, profesor asociado de Stanford, encontró un escenario distinto. Según sus resultados, desde el inicio aparecen dos grupos de células embrionarias que formarán el sistema nervioso. Cada grupo sigue un camino propio y ya tiene asignada la región del cerebro que podrá formar.
La población anterior, identificada por la expresión del gen Otx2, forma el cerebro anterior y el cerebro medio. La posterior, marcada por el gen Gbx2, da origen al cerebro posterior. En los embriones de ratón analizados, ambas poblaciones no se superponen: sus linajes discurren en paralelo.
Esa división importa por las funciones que cumplen las regiones adultas. El cerebro anterior incluye estructuras vinculadas con el lenguaje, la conciencia, el razonamiento abstracto y buena parte de la actividad cognitiva compleja. El cerebro posterior, en cambio, contiene circuitos que regulan funciones automáticas indispensables, como la respiración, el ritmo cardíaco, el sueño y el control de músculos de la cara, la lengua y la garganta.
“Por primera vez hemos demostrado que la parte anterior del cerebro surge de una célula progenitora totalmente diferente de la que origina la parte posterior”, señaló Loh. La precisión es relevante: el estudio describe el origen de esos tejidos, no una separación funcional absoluta en el cerebro adulto, cuyos circuitos permanecen conectados e interdependientes.
Los investigadores también buscaron saber si esos dos grupos podían cambiar de destino. Para responderlo, observaron la cromatina, la forma en que el ADN se organiza dentro de cada célula. Esa organización influye en qué genes puede activar una célula y, por lo tanto, en qué tejido puede convertirse.
El resultado fue claro: desde muy temprano, las células destinadas a la parte anterior y las que formarán la posterior presentan configuraciones diferentes. Esa organización del ADN deja a cada grupo encaminado hacia una zona concreta del cerebro.
En la práctica, las células no parecieron intercambiar sus destinos. Incluso al recibir señales químicas que suelen orientar el desarrollo de otros tejidos nerviosos, las precursoras anteriores no se convirtieron en posteriores, ni ocurrió lo contrario.
Rayyan T. Jokhai, estudiante de posgrado y coautor principal del trabajo junto con Carolyn E. Dundes, sostuvo que ese punto puede explicar una dificultad persistente de la biología de células madre. Muchos intentos previos por crear neuronas del tronco encefálico en laboratorio pudieron haber comenzado con células precursoras correspondientes a otra región cerebral.
La diferencia entre una neurona madura y su antecesora temprana resulta decisiva. Si el punto de partida ya está destinado al cerebro anterior, añadir señales químicas para llevarlo hacia el cerebro posterior no bastaría. El experimento sugiere que la identidad regional se define antes de lo que planteaba el modelo tradicional.
La consecuencia más inmediata del estudio está en el laboratorio. Una vez identificada la ruta correcta, el grupo logró obtener neuronas motoras funcionales del cerebro posterior a partir de células madre pluripotentes humanas. Se trata de neuronas de zonas vinculadas con el control de los músculos de la cara y la deglución.
Las células pluripotentes pueden convertirse en muchos tipos de células. La clave, según el trabajo de la Universidad de Stanford, fue comenzar con el tipo de célula embrionaria adecuado. Los intentos anteriores buscaban transformar precursoras del cerebro anterior en neuronas del cerebro posterior, una conversión que los resultados de este estudio indican que no es posible.
