Un estudio revela que el cerebro humano se desarrolla a partir de dos órganos distintos

El cerebro humano no es el órgano singular que los científicos asumieron durante mucho tiempo. Un estudio publicado el viernes en Nature Neuroscience por un equipo de investigación dirigido por Stanford Medicine revela que el cerebro se desarrolla a partir de dos poblaciones separadas de células progenitoras, lo que invalida décadas de consenso científico de que un solo precursor da lugar a todo el órgano.medicalxpress+1

Dos sistemas, un solo órgano

El modelo predominante de desarrollo cerebral sostenía que todas las regiones del cerebro se remontan a una célula progenitora común al principio de la vida embrionaria. La nueva investigación desmantela esa idea. Trabajando con embriones de ratón durante la gastrulación, la etapa en la que el cuerpo toma forma por primera vez, el equipo identificó dos poblaciones de células progenitoras mutuamente excluyentes. Una, que expresa un gen llamado Otx2, está destinada a convertirse en el cerebro anterior y medio, que manejan el lenguaje, la conciencia y el razonamiento abstracto. La otra, que expresa Gbx2, forma el cerebro posterior, que controla la respiración, los latidos del corazón, el sueño y la deglución.sciencealert+1

Las dos poblaciones nunca se superponen y su empaquetamiento de ADN, conocido como cromatina, difiere fundamentalmente, bloqueando cada tipo de célula en su camino de desarrollo. "Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro surge de una célula progenitora totalmente diferente a la parte posterior del cerebro", dijo Kyle Loh, profesor asociado de biología del desarrollo en Stanford y autor principal del estudio.medicalxpress+1

Los investigadores confirmaron que el patrón se extiende más allá de los ratones. Encontraron la misma estructura de doble origen en pollos, peces cebra, macacos y gusanos bellota, especies que comparten un ancestro común que se estima vivió hace aproximadamente 550 millones de años. "Nuestra investigación sugiere que la evolución tomó dos sistemas neuronales existentes y los unió espacialmente", dijo Loh.sciencealert+1

Del descubrimiento a la investigación de enfermedades

El hallazgo resuelve un rompecabezas de laboratorio de larga data. Los científicos han luchado durante décadas para cultivar neuronas del cerebro posterior in vitro, probablemente porque comenzaban con células progenitoras destinadas al cerebro anterior. "Los intentos anteriores de crear neuronas del cerebro posterior probablemente intentaron convencer a los progenitores del cerebro anterior y medio para que se convirtieran en células del cerebro posterior, lo cual nuestro estudio muestra que no es posible", dijo el coautor principal Rayyan Jokhai.streamlinefeed+1

Armado con el material inicial correcto, el equipo generó por primera vez con éxito neuronas motoras funcionales del cerebro posterior humano a partir de células madre pluripotentes. Las células cultivadas en laboratorio mostraron actividad eléctrica y proteínas características de las regiones del cerebro posterior que controlan los músculos faciales y de deglución. Esta capacidad abre nuevas vías para estudiar enfermedades que destruyen las neuronas del cerebro posterior, incluida la atrofia muscular espinal, una de las principales causas genéticas de muerte en niños menores de un año, y la esclerosis lateral amiotrófica.medicalxpress+1

"Ahora tenemos un modelo para comprender mejor estas enfermedades devastadoras y trabajar hacia terapias regenerativas para ellas", dijo Jokhai. "Esta es una nueva frontera muy emocionante en la investigación cerebral".medicalxpress