¿Qué tienen los humanos que nos separa de los primates no humanos, nuestros parientes vivos más cercanos? Uno de los mayores diferenciadores, científicamente hablando, es el tamaño de nuestros cerebros mucho más grandes, y ahora, hemos encontrado un secreto clave detrás de ese crecimiento incomparable.
En una nueva investigación que compara diferentes tipos de organoides cerebrales (masas miniaturizadas de tejido cerebral que se cultivan a partir de células madre), los científicos encontraron una diferencia clave en el desarrollo de las células madre neurales entre el tejido cerebral de humanos, gorilas y chimpancés.
Las células madre neurales (también llamadas células neuroepiteliales) son una forma de células madre multipotentes, que dan lugar a las neuronas y células gliales que forman el sistema nervioso central. Pero la forma en que ocurre esta transición durante el desarrollo temprano del cerebro no es la misma en todos los primates, muestra la nueva investigación.
A medida que las células madre neurales pasan a tipos específicos de células cerebrales, cambian su forma, lo que a su vez afecta la velocidad a la que pueden dividirse y eventualmente formar neuronas. En los ratones, se sabía que ese cambio de forma se produce en cuestión de horas, lo que en última instancia limita la cantidad de células cerebrales que producen los animales.
Ahora, los científicos del Laboratorio de Biología Molecular (LMB) del Consejo de Investigación Médica del Reino Unido han demostrado que el proceso lleva mucho más tiempo en los primates, de hecho, dura varios días. Para los gorilas y los chimpancés, el cambio de forma retrasado les da unos cinco días para seguir generando nuevas neuronas.
Las células neuroepiteliales humanas tardan aún más en hacer la transición, incluso una semana completa, lo que permite que los procesos de neurogénesis se ejecuten durante más tiempo, lo que a su vez produce más células cerebrales, más tejido cerebral y, en última instancia, produce cerebros más grandes.
“Hemos descubierto que un cambio retardado en la forma de las células en el cerebro temprano es suficiente para cambiar el curso del desarrollo, ayudando a determinar la cantidad de neuronas que se producen”, explica la bióloga del desarrollo de LMB e investigadora principal Madeline Lancaster.
“Es notable que un cambio evolutivo relativamente simple en la forma celular pueda tener consecuencias importantes en la evolución del cerebro”.
Sin embargo, además de identificar la diferencia en la transición, el análisis de los organoides también ha revelado qué hace posibles los cambios en el desarrollo.
Según los investigadores, un gen llamado ZEB2 juega un papel central en la regulación del proceso, lo que hace que las células madre neurales cambien de forma y maduren de manera efectiva antes, lo que acorta la cantidad de tiempo que pueden proliferar antes de convertirse en las células progenitoras que eventualmente se forman en neuronas.
No solo eso, sino que en experimentos en los que se manipuló la dinámica de expresión de ZEB2, los investigadores demostraron que los organoides también podían manipularse, con organoides del cerebro humano cada vez más pequeños cuando se mejoraba el gen, y un organoide de gorila que se asemejaba más al volumen del cerebro humano tejido cuando se inhibió ZEB2.
Los investigadores enfatizan que el tejido organoide nunca es una representación perfecta de los órganos animales reales, por lo que no podemos concluir que la actividad e inactividad de ZEB2 funcionaría exactamente de la misma manera en cerebros reales de primates humanos o no humanos.
No obstante, los investigadores dicen que esta es una gran pista de lo que probablemente explica gran parte de la diferencia en el tamaño del cerebro entre los humanos y otros grandes simios, y los estudios futuros, incluida la experimentación con ratones transgénicos o la obtención de imágenes de embriones de simios, podrían arrojar más luz aún.
“Esto proporciona algunos de los primeros conocimientos sobre las diferencias en el desarrollo del cerebro humano que nos diferencia de nuestros parientes vivos más cercanos, los otros grandes simios”, dice Lancaster.
“Siento que realmente hemos aprendido algo fundamental sobre las preguntas que me han interesado desde que tengo uso de razón: qué nos hace humanos”.
Fuente: Science Alert.
