Durante siglos se pensó que el cerebro era un único órgano. Un equipo de Stanford revela ahora que se origina a partir de dos sistemas antiguos distintos, integrados por la evolución.
El cerebro, considerado por los científicos durante siglos como un único órgano unificado, podría entenderse en realidad como un órgano compuesto que se origina a partir de dos poblaciones de células progenitoras distintas, revela un estudio publicado en Nature Neuroscience. Los investigadores plantean que este doble origen podría haberse conservado a lo largo de unos 550 millones de años de evolución.
Liderada por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, la nueva investigación «muestra que el cerebro humano está formado por dos sistemas nerviosos antiguos combinados de manera ingeniosa», señala un comunicado de la universidad.
Una de las partes, «más primitiva», es responsable de funciones vitales como la frecuencia cardíaca, la respiración, la presión arterial o el sueño, mientras que la otra «nos hace distintivamente humanos, capaces de escribir poesía, hacer matemáticas y cuestionarnos nuestros orígenes», añade.
«Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro tiene su origen en una célula progenitora completamente distinta de la parte posterior», afirmó Kyle Loh, profesor asociado de Biología del Desarrollo de la universidad y uno de los autores del estudio.
Neuronas del tronco encefálico cultivadas en laboratorio
«Nuestro descubrimiento significa que ahora podemos cultivar neuronas de la parte posterior del cerebro, el rombencéfalo (frecuentemente denominado tronco encefálico), en una placa de Petri y estudiar sus funciones», añadió, citado en el comunicado.
Esto abre nuevos caminos para el estudio de enfermedades que afectan al tronco encefálico, como las graves enfermedades degenerativas atrofia muscular espinal (AME) y esclerosis lateral amiotrófica (ELA o enfermedad de Lou Gehrig).
Cómo se desarrollan las dos regiones cerebrales
El estudio, cuyo autor sénior es Kyle Loh y cuyos primeros coautores son los estudiantes de posgrado Carolyn Dundes y Rayyan Jokhai, analiza los primeros momentos del desarrollo embrionario de ratones, lo que permitió identificar dos poblaciones distintas de células progenitoras neurales durante la gastrulación.
Una de ellas da lugar al prosencéfalo (encargado de funciones cognitivas superiores como el lenguaje, la conciencia y el razonamiento abstracto) y al mesencéfalo, mientras que la otra origina el rombencéfalo.
Según el comunicado, «estas dos poblaciones de células nunca se superponen» y «son mutuamente excluyentes desde las primeras fases del desarrollo». El rombencéfalo sigue así una vía de desarrollo independiente y paralela a la de las otras dos regiones, en lugar de derivar de ella.
Los investigadores también detectaron diferencias en la configuración de la cromatina –la estructura que organiza el ADN y regula el acceso a los genes– de ambos tipos de progenitores, coherentes con sus distintos destinos cerebrales.
«Los intentos anteriores de crear neuronas del rombencéfalo probablemente trataron de transformar progenitores del prosencéfalo y del mesencéfalo en células del rombencéfalo, algo que nuestro estudio demuestra que no es posible», explicó Jokhai, citada en el comunicado.
A partir de estos resultados, los autores proponen considerar el cerebro como un «órgano compuesto” originado a partir de dos progenitores restringidos a linajes diferentes, en lugar de una estructura derivada de un único progenitor neural común.
Avances para tratar el Alzheimer, el ELA y la obesidad
Tras el descubrimiento, los científicos consiguieron, por primera vez, «inducir a células madre pluripotentes humanas –un tipo de célula capaz de generar cualquier tipo celular del cuerpo humano– a convertirse en neuronas motoras funcionales del rombencéfalo en el laboratorio».
Hasta ahora, estudiar enfermedades como la AME y la ELA ha resultado especialmente difícil, porque los científicos no pueden obtener con facilidad tejido del tronco encefálico de pacientes vivos, pero la capacidad de cultivar esas neuronas en el laboratorio abre nuevas posibilidades para comprender qué es lo que falla en estas enfermedades y para investigar posibles estrategias terapéuticas.
El estudio también podría aportar herramientas para investigar mecanismos relacionados con la obesidad, ya que el rombencéfalo contiene circuitos que regulan el hambre. La nota de Stanford señala que estos circuitos también están implicados en la acción de fármacos para la pérdida de peso como la semaglutida, también utilizada para tratar la diabetes tipo 2 y comercializada bajo la marca Ozempic.
«Ahora contamos con un modelo para comprender mejor estas enfermedades devastadoras y trabajar en el desarrollo de terapias regenerativas para ellas», afirmó Jokhai, quien añadió que esta «es una nueva frontera muy apasionante en la investigación cerebral».
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(c) DW En Español / FEW (LUSA, Universidad de Standford)
