El precursor neuronal se divide en dos linajes celulares antes de lo previsto | Science Advances
Nuevo modelo de desarrollo cerebral: dos tipos de neuronas surgen en paralelo, no de forma secuencial
Anuncios
La corteza cerebral está repleta de diferentes tipos de células nerviosas que nos permiten percibir, pensar y actuar. Sin embargo, aún no se comprende del todo cómo surgen estos tipos de células durante el desarrollo del cerebro. Irene Varela-Martínez, investigadora posdoctoral del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), rastrea sus orígenes como si fuera una detective especializada en el árbol genealógico de las células nerviosas. Su nuevo estudio, publicado ahora en *Science Advances*, demuestra que las células precursoras de las neuronas, contrariamente a lo que se suponía anteriormente, se dividen tempranamente en dos linajes independientes y, de este modo, dan lugar a distintos tipos de neuronas.
Neuronas de proyección en la corteza cerebral del ratón. Los núcleos celulares aparecen en azul. Las neuronas de proyección intratelencefálicas (IT-PN) aparecen en magenta. Las neuronas generadas durante la neurogénesis tardía se muestran en verde. El color amarillo resalta las neuronas de proyección piramidales.
© Irene Varela-Martínez/CNB-CSIC
La ciencia se nutre del intercambio. Ya sea en congresos, simposios, videollamadas por Zoom o visitas a otros institutos de investigación y universidades, Irene Varela-Martínez sabe bien de lo que habla.
En su proyecto de doctorado en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) de Madrid, en el laboratorio de Marta Nieto, la neurocientífica investigó cómo se desarrollan las células precursoras —células madre— en la corteza cerebral y cómo forman diferentes grupos de células nerviosas. Durante la recopilación de datos, también pasó una temporada (gracias a una beca de corta duración de la EMBO) en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), en el grupo de Simon Hippenmeyer. Una etapa que recuerda con mucho cariño y sobre la que ahora sigue trabajando como investigadora posdoctoral en el ISTA.
Los resultados de este trabajo se han publicado ahora en *Science Advances* y muestran que las células precursoras, a diferencia de lo que se pensaba anteriormente, se dividen muy pronto en dos linajes y, de este modo, dan lugar a tipos distintos de neuronas.
Parte de la materia gris
«Es hora de poner en marcha la materia gris» o «un poco de alimento para la materia gris»: hay muchos refranes sobre poner el cerebro a trabajar. Gran parte de esta materia gris está formada por la corteza cerebral, la capa más externa de nuestro cerebro. Allí, las neuronas y las células gliales se agrupan densamente y desempeñan un papel fundamental en la atención, la percepción, la conciencia, el pensamiento, la memoria y el lenguaje.
En la corteza cerebral, las neuronas de proyección —células nerviosas que «proyectan», o envían, señales a largas distancias hacia otras regiones del cerebro o del sistema nervioso— pueden dividirse, a grandes rasgos, en dos grupos. Entre ellas se encuentran las neuronas de proyección intratelencefálicas —IT-PN, por sus siglas en inglés—, que establecen conexiones con otras áreas de la corteza cerebral, incluido el hemisferio cerebral opuesto. Otro grupo es el de las neuronas de proyección extratelencefálicas, ET-PN por sus siglas en inglés. Estas envían sus prolongaciones fuera de la corteza cerebral, por ejemplo, hacia la médula espinal.
Todas estas neuronas se forman durante la neurogénesis, la fase de desarrollo de las células nerviosas. Sin embargo, hasta ahora no estaba claro cómo las células madre neurales «deciden» qué tipo de neurona de proyección producir.
«La corteza cerebral consta de seis capas», explica Varela-Martínez. «Durante el desarrollo del cerebro, estas capas se van poblando gradualmente de neuronas. Según el modelo “de dentro hacia fuera”, las neuronas corticales de las capas más profundas surgen primero, seguidas de las que se asientan en capas progresivamente más superficiales». Esto llevó a los investigadores a suponer que las células madre neurales generaban primero las ET-PN, que solo pueblan las capas profundas, y que solo más tarde pasaban a producir las IT-PN, que abundan en las capas superiores.
Sin embargo, no parece ser tan sencillo. Los primeros resultados de Varela-Martínez y sus colegas mostraron que, en ratones, en lugar de seguir un cambio temporal estricto de un subtipo neuronal a otro, la producción de ET-PN e IT-PN se solapa parcialmente. Y lo que es quizás más importante, cada subtipo sigue su propia dinámica neurogénica distintiva.
Ramas neuronales
Con estos resultados en la mano, la entonces estudiante de doctorado se incorporó al grupo de Hippenmeyer como investigadora visitante.
«El grupo cuenta con una gran experiencia en la técnica MADM, considerada el método de referencia. Este método permite seguir con precisión la división celular durante el desarrollo de las neuronas», explica Varela-Martínez. «Gracias a él, se pueden hacer visibles las células hijas y, más allá de eso, se pueden reconstruir los linajes celulares completos y los clones celulares».
Utilizando esta técnica, Varela-Martínez se propuso investigar en qué se diferencian los dos tipos de células, las ET-PN y las IT-PN, en cuanto a sus linajes. El punto de partida fueron las denominadas células gliales radiales, unas células precursoras neuronales de las que surgen las neuronas de proyección de la corteza cerebral.
Este análisis de linajes reveló que existen al menos dos ramas de desarrollo que se originan en paralelo a partir de esta célula precursora y se separan entre sí ya en una fase temprana. Una rama da lugar exclusivamente a las IT-PN, mientras que la otra produce tanto ET-PN como IT-PN. Este hallazgo matiza la visión tradicional de que los progenitores de las células gliales radiales siguen un único programa de desarrollo, produciendo primero las ET-PN y después las IT-PN.
Es importante destacar que la producción de los dos grupos neuronales no sigue la misma dinámica de desarrollo. Mientras que las ET-PN se generan en pequeños grupos que se agotan pronto, los linajes de IT-PN consisten en grupos más grandes de neuronas, distribuidos por todas las capas corticales. Esto explica por qué las ET-PN predominan en las primeras etapas del desarrollo, mientras que la neurogénesis posterior produce casi exclusivamente IT-PN.
En conjunto, el estudio sugiere que la corteza cerebral se forma mediante un proceso de ramificación temprana, en el que surgen en paralelo diferentes linajes neuronales desde el principio.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
