Establecen cómo el desarrollo temprano del cerebro distingue a los humanos de los simios

Los biólogos moleculares del Consejo de Investigación Médica, con sede en la ciudad británica de Cambridge, han descubierto por qué los cerebros humanos se vuelven más grandes que los de los simios.

Las células cerebrales son básicamente las mismas en los seres humanos que en chimpancés o gorilas; se desarrollan a partir de una misma clase de células progenitoras neurales, pero finalmente el cerebro humano resulta más grande, según el comunicado que el Laboratorio de Biología Molecular de ese ente difundió el miércoles 24 de marzo.

Durante una serie de experimentos, la diferencia se descubrió en los organoides cerebrales cultivados en laboratorio (conocidos también como mini cerebros). Aquellos ejemplares que brotaron de las células progenitoras humanas también llegaban a ser más grandes en un tiempo dado que los análogos de las dos especies de simios más próximas genéticamente al 'Homo sapiens'.

"La diferencia más sorprendente entre nosotros y otros simios es lo increíblemente grandes que son nuestros cerebros", enfatiza la doctora Madeline Lancaster, quien dirigió el estudio. Y el trabajo de su equipo ofrece "uno de los primeros conocimientos" sobre las diferencias entre las tres especies precisamente en el desarrollo de este órgano clave.

Al comparar los tres grupos de organoides, se pudieron ver diferencias en el tamaño y la arquitectura de los tejidos ya en las primeras etapas, antes de que comenzara la producción de neuronas. Las células progenitoras tienen inicialmente una forma cilíndrica ancha que facilita su división en células hijas idénticas con la misma forma, algo que permite la expansión numérica de estas progenitoras para que finalmente puedan producir más neuronas.

La incógnita de la transición y el gen regulador

Los estudios previos en ratones habían demostrado que cuando las progenitoras neuronales cambian para producir neuronas, no solo se altera su identidad, sino también su forma. En ratones estos cambios ocurren simultáneamente y en cuestión de horas, pero no se sabía cómo se produce la misma transición en el cerebro humano.

Para seguir este proceso, pero en un mini cerebro, los científicos marcaron las células progenitoras neuronales con fluorescencia y así se pudieron medir las diferencias en el tiempo entre el desarrollo del cerebro humano y del gorila. A diferencia de los ratones, se reveló que en ambos casos la transicióndura varios días, siendo la forma de las células lo primero que cambia.

En el tejido humano, las progenitoras neurales se retrasaron más en su cambio de forma y, durante el tiempo ganado, también se dividieron con más rapidez, lo que permitió de un mismo número de progenitoras obtener aproximadamente tres veces más neuronas que en los organoides cerebrales de gorilas o chimpancés.

El equipo identificó también el gen regulador de la velocidad de esta transición: el llamado ZEB2. Este conocimiento permitió a los biólogos moleculares demorar el proceso en los organoides cerebrales de gorila por medio de una manipulación farmacológica, que los hizo más similares a sus análogos humanos.