Neurocientíficos de la Universidad de Stanford desafían la comprensión tradicional del cerebro humano al demostrar que no es un órgano único. Sino dos sistemas nerviosos distintos que evolucionaron de forma independiente y se fusionaron a lo largo de cientos de millones de años.
Este hallazgo podría explicar por qué los investigadores han enfrentado dificultades durante décadas para cultivar ciertos tipos de células cerebrales en laboratorio.
El descubrimiento también abre nuevas posibilidades para estudiar enfermedades devastadoras que afectan el tallo cerebral, como la atrofia muscular espinal y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
El estudio, publicado en Nature Neuroscience, describe esta división fundamental en el desarrollo cerebral.
Dos orígenes celulares distintos
La investigación demuestra que el cerebro anterior y medio, que controlan el lenguaje, el razonamiento y la conciencia, provienen de células progenitoras completamente diferentes a las del cerebro posterior.
El cerebro posterior, o tallo cerebral, es responsable de funciones vitales como la respiración, los latidos del corazón, el sueño, el hambre y los músculos utilizados en el habla y la deglución.
Los investigadores identificaron dos poblaciones celulares que nunca se superponen, distinguidas por los genes Otx2 y Gbx2. Estas células poseen configuraciones de cromatina diferentes, es decir, formas distintas de empaque que determinan a qué genes puede acceder una célula.
Kyle Loh, autor principal del estudio, explicó que demostraron por primera vez que la parte frontal del cerebro surge de una célula progenitora totalmente diferente de la parte posterior.
Cultivo exitoso de neuronas del tallo cerebral
Los científicos lograron convertir exitosamente células madre pluripotentes humanas en neuronas motoras funcionales del tallo cerebral en el laboratorio. As neuronas cultivadas em laboratório exibiram características autênticas do talo cerebral: potenciais de ação e proteínas que controlam músculos faciais e de deglução.
Rayyan Jokhai, estudiante de posgrado de la Universidad de Stanford, explicó que descubrieron que los intentos anteriores de crear neuronas del tallo cerebral probablemente trataron de convertir células progenitoras del cerebro anterior y medio en células del tallo cerebral. El investigador señaló que su estudio demuestra que eso no es posible.
Este hallazgo explica décadas de frustración en el campo científico, ya que los investigadores intentaban transformar un tipo de célula progenitora en otro en el que fundamentalmente no puede convertirse.
Un patrón evolutivo antiguo
Los autores encontraron el mismo patrón de dos orígenes en pollos. Peces cebra y gusanos de bellota, lo que sugiere que este mecanismo se remonta a cientos de millones de años en la evolución. Loh explicó que la evolución tomó dos sistemas neurales existentes y los empujó juntos espacialmente.
Esta fusión pudo haber ocurrido porque tener el cerebro como un solo órgano habría sido probablemente más eficiente. Pero los humanos seguimos dependiendo de esta forma primordial de construir el cerebro como dos piezas separadas.
El hallazgo abre caminos prometedores para investigar tratamientos para la atrofia muscular espinal, la esclerosis lateral amiotrófica y otras condiciones que afectan el tallo cerebral.
Jokhai señaló que ahora cuentan con un modelo para comprender mejor estas enfermedades devastadoras y trabajar hacia terapias regenerativas para ellas.
*Artículo elaborado con información de SCI News.