Estudios de UCLA revelan cómo las células madre cerebrales deciden qué neuronas crear

Dos estudios de UCLA, publicados el jueves en las revistas Cell y Science, han descubierto las señales metabólicas y físicas que guían a la glía radial, las células madre responsables de construir gran parte de la corteza cerebral humana, mientras deciden qué tipos de células cerebrales producir durante el desarrollo prenatal.newsroom.ucla+1

El metabolismo como factor de decisión

El estudio de Cell, dirigido por los coautores Jessenya Mil y Jose Soto y realizado en colaboración entre los laboratorios de Aparna Bhaduri y Heather Christofk, mapeó el metabolismo de la corteza humana en desarrollo utilizando tejido donado y organoides cerebrales derivados de células madre. Los investigadores descubrieron que la glía radial depende en gran medida de la vía de las pentosas fosfato, un proceso que convierte la glucosa en materiales para células que se dividen rápidamente.sciencedaily+1

Cuando el equipo redujo la disponibilidad de glucosa o interrumpió esa vía, las células madre cambiaron su producción, generando más neuronas inhibitorias y tipos de células que normalmente aparecen más tarde en el desarrollo.newsroom.ucla+1

"Lo sorprendente es que el metabolismo no es solo algo pasivo que ocurre en segundo plano", dijo Bhaduri, profesora asistente de química biológica en la Escuela de Medicina David Geffen de UCLA, en un comunicado de prensa de la universidad. "Realmente puede controlar cómo las células madre toman decisiones".newsroom.ucla

Una señal física desde lo profundo del cerebro

El estudio de Science, dirigido por la autora principal Claudia Nguyen, examinó las señales del tálamo, una estructura cerebral profunda que transmite información a través del sistema nervioso. Utilizando "asembloides" cerebrales, organoides talámicos y corticales fusionados cultivados a partir de células madre humanas, el equipo descubrió que las proyecciones del tálamo hacen contacto físico directo con la glía radial mucho antes de lo que los científicos esperaban.scitechpulse+1

Ese contacto impulsó a las células madre a producir más neuronas excitatorias, particularmente las neuronas de las capas superiores que están más expandidas en los humanos en comparación con otras especies. Los investigadores rastrearon esta interacción hasta el gen NRXN1, ya vinculado al trastorno del espectro autista. Cuando se construyeron asembloides a partir de células derivadas de pacientes con una mutación en NRXN1, las señales talámicas alteradas interrumpieron el equilibrio entre las células madre y las neuronas que generaban.newsroom.ucla+2

Implicaciones para la enfermedad y el desarrollo

En conjunto, los estudios sugieren que el cerebro en desarrollo está formado por una comunicación continua entre las células madre y su entorno, tanto nutricional como estructural. Los hallazgos metabólicos podrían ayudar a los científicos a comprender cómo la nutrición materna y los trastornos metabólicos influyen en la formación del cerebro, mientras que el trabajo sobre el contacto talámico abre una vía potencial para investigar cómo las interrupciones tempranas contribuyen a las condiciones del neurodesarrollo.newsroom.ucla+1

"La glía radial son las células más geniales que han existido", dijo Bhaduri. "Son realmente clave para hacernos humanos. Pero también están en el centro de muchos trastornos del neurodesarrollo y neuropsiquiátricos, así como del cáncer".scitechpulse+1