Células progenitoras (en rojo) que se dividen en células neuronales hijas (en verde). Crédito: la Universidad de Ginebra.
Los orígenes genéticos de la corteza cerebral ¿Cómo nos convertimos en lo que somos?
09 de Mayo de 2019 | Historia original de la Universidad de Ginebra
Descifrando los programas genéticos de las neuronas de la corteza cerebral, un grupo de investigadores suizos y belgas comenzaron a desentrañar los mecanismos que controlan la génesis de las células en una de las partes más esenciales de nuestro cerebro.
La corteza es una región cerebral compleja que nos permite percibir el mundo e interactuar con los objetos y seres que nos rodean. La diversidad de las tareas que puede realizar se refleja en la diversidad de las neuronas que la componen. De hecho, varias docenas de tipos de células con funciones distintas se unen durante la embriogénesis para formar los innumerables circuitos que conforman la base de nuestros pensamientos y acciones.
Estas neuronas se generan a partir de células madre progenitoras, que al dividirse producen estos diferentes tipos celulares uno tras otro. La pregunta es: ¿cómo logran estos progenitores generar tipos específicos de neuronas en el lugar correcto en el momento adecuado? En el trabajo,al identificar los escenarios genéticos, los investigadores de las universidades de Ginebra (UNIGE), Lausana (UNIL), en Suiza, y Lieja (ULiège), en Bélgica, levantan el velo sobre el nacimiento de las células que componen los circuitos cerebrales. Estos resultados, que se publicaron en la revista Science, también proporcionan una comprensión más profunda del origen de los trastornos del neurodesarrollo.
Los patrones temporales precisos
Junto con Ludovic Telley, profesor de la Facultad de Medicina y Biología de la UNIL, y Gulistan Agirman, estudiante de doctorado de GIGA en la ULiège, Denis Jabaudon y su equipo han seguido sistemáticamente los genes expresados por generaciones sucesivas de las célulasprogenitoras y sus hijas, con una resolución temporal muy alta. Aprovechando una tecnología desarrollada en UNIGE para aislar las células corticales nacidas en un momento dado, los investigadores pudieron reconstruir el escenario genético por el cual las progenitoras dan a luz neuronas de diferentes tipos a lo largo del tiempo.
“Luego desarrollamos algoritmos matemáticos para reconstruir la generación de neuronas”, dijo Ludovic Telley. “Esto nos permitió observar el papel esencial de ciertos genes transmitidos por las células progenitoras madre.” De hecho, al principio, los progenitores no son muy sensibles a las señales medioambientales, pero se vuelven más y más sensibles con el tiempo. Estos patrones temporales de expresión génica son transmitidos entonces por los progenitores a su descendencia.
“Como prueba, al modificar artificialmente estas marcas de tiempo en las células progenitoras, hemos logrado cambiar la identidad de las neuronas hijas y acelerar la velocidad del escenario de desarrollo”, añadió Gulistan Agirman.
¿El origen de los trastornos del neurodesarrollo?
Estos estudios, basados en un modelo murino, también se aplican a los seres humanos.Mediante el estudio de los datos biológicos humanos, el equipo pudo demostrar que las marcas de tiempo y su mecanismo de transmisión genética se conservaron durante la evolución. Este importante descubrimiento resalta la importancia de los genes temporales en la generación de circuitos de corteza cerebral e identifica los programas genéticos cuya alteración podría contribuir a las enfermedades del neurodesarrollo. Además, este estudio puede identificar las "recetas moleculares" que se aplicarían para generar diferentes tipos de neuronas. Por lo tanto, un día puede contribuir a la generación dirigida de tipos definidos de neuronas de las propias células madre de los pacientes.
Este artículo ha sido reeditado a partir de materiales facilitados por la Universidad de Ginebra. Nota: el material puede haber sido editado por su longitud y contenidos. Para más información, contactar la fuente citada.
Referencia: Telley,L.; Agirman, G.;Prados, J.; Amberg, N.; Fièvre, S.; Oberst, P.; Bartolini,G.; Vitali, I.; Cadilhac, C.; Hippenmeyer, S.; Nguyen, L.; Dayer, A. and Jabaudon,D. Temporal patterning of apical progenitors and their daughter neurons in the developing neocortex. Science, 2019; 364 (6440): eaav2522 DOI: 10.1126/science.aav2522
