Descubren que el cerebro humano es en realidad dos órganos distintos que evolucionaron por separado
Una investigación liderada por Stanford Medicine revirtió siglos de anatomía establecida: el cerebro no es un órgano único, sino dos sistemas nerviosos independientes que la evolución empaquetó juntos.
El hallazgo, publicado en la revista Nature Neuroscience, cambia el modelo dominante sobre el desarrollo cerebral y abre nuevas vías para estudiar enfermedades devastadoras como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la atrofia muscular espinal.
Durante décadas, la ciencia asumió que todas las regiones del cerebro comparten un origen común: una única célula precursora que, en etapas tempranas del desarrollo embrionario, daría lugar al órgano completo. El nuevo estudio demuestra que eso es incorrecto.
El cerebro adulto tiene tres regiones principales: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo. El primero maneja el pensamiento superior, el lenguaje y la conciencia. El rombencéfalo —ubicado en la base del cráneo— controla funciones automáticas como la respiración, el sueño, los latidos cardíacos y los movimientos de la cara, la lengua y la garganta.
“Demostramos por primera vez que la parte delantera del cerebro surge de una célula progenitora totalmente distinta a la de la parte trasera”, afirmó Kyle Loh, doctor en filosofía y profesor asociado de biología del desarrollo en Stanford, autor principal del estudio.
Dos linajes celulares que nunca se cruzan
El equipo estudió embriones de ratón en la etapa de gastrulación, cuando el cuerpo comienza a tomar forma. Allí identificaron dos poblaciones celulares separadas desde el inicio del desarrollo: una que expresa el gen Otx2, destinada a formar el prosencéfalo y el mesencéfalo, y otra que expresa el gen Gbx2, comprometida con el rombencéfalo.
Ambas poblaciones nunca se superponen. El análisis del empaquetamiento del ADN —la cromatina— confirmó que cada célula progenitora queda bloqueada en su propio destino desde las primeras etapas, como viajeros en vías paralelas que jamás se cruzan.
Eso explicó décadas de fracasos en los laboratorios. Los científicos intentaban convertir células progenitoras del prosencéfalo en neuronas del rombencéfalo, algo que, según este estudio, es biológicamente imposible.
“Los intentos previos de crear neuronas del rombencéfalo probablemente intentaron convertir progenitores del prosencéfalo y el mesencéfalo en células del rombencéfalo, lo que nuestro estudio demuestra que no es posible”, señaló Rayyan Jokhai, uno de los coautores principales e investigador doctoral del trabajo.
Neuronas cultivadas en laboratorio y una ventana a enfermedades sin tratamiento
Con este conocimiento, el equipo logró algo inédito: cultivar por primera vez neuronas motoras del rombencéfalo a partir de células madre pluripotentes humanas. Las neuronas generadas en laboratorio mostraron actividad eléctrica —los llamados potenciales de acción— y produjeron las proteínas características de esa región cerebral.
El avance tiene implicancias directas para enfermedades que hasta ahora eran casi imposibles de estudiar. La atrofia muscular espinal es la principal causa genética de muerte en menores de un año. La ELA, que suele diagnosticarse entre los 40 y los 70 años, destruye progresivamente las neuronas del rombencéfalo: los pacientes pierden primero la capacidad de tragar y, finalmente, la de respirar.
Obtener tejido del tronco encefálico de pacientes vivos era inviable. Poder cultivar esas neuronas en un laboratorio cambia esa ecuación.
El rombencéfalo también regula los circuitos del hambre, lo que conecta el hallazgo con otro campo inesperado: es exactamente el mecanismo que aprovechan fármacos para la obesidad como la semaglutida.
Un patrón de 550 millones de años
El equipo rastreó el mismo patrón de doble origen a lo largo de 550 millones de años de historia evolutiva. Lo encontró en pollos, peces cebra y, llamativamente, en gusanos bellota —criaturas que habitan el fondo del océano y comparten un ancestro lejano con los humanos—. Las medusas, que se separaron del linaje humano hace entre 600 y 700 millones de años, tienen dos sistemas nerviosos en extremos opuestos del cuerpo.
“Nuestra investigación sugiere que la evolución tomó dos sistemas neurales preexistentes y los unió espacialmente. Tener el cerebro como un solo órgano probablemente sería más eficiente, pero dependemos de esta forma primordial de construirlo como dos piezas separadas”, sostuvo Loh.
Jokhai reflexionó sobre la sorpresa que le generó el resultado: “La palabra ‘cerebro’ implica un órgano contiguo que probablemente tiene un origen singular. Pero incluso hace 500 millones de años existían estos sistemas neurales separados, que ahora casi funcionan como uno solo”.
En el estudio también participaron investigadores del California Institute of Technology y de la Universidad de California en San Francisco. Los autores planean extender la investigación para determinar el origen del desarrollo de la médula espinal y comprender cómo la ELA y la atrofia muscular espinal comprometen la función de las neuronas del rombencéfalo.
“Ahora tenemos un modelo para entender mejor estas enfermedades devastadoras y avanzar hacia terapias regenerativas”, concluyó Jokhai.
Nota generada con inteligencia artificial bajo supervisión y edición humana.a
Fuente: www.clarin.com
