Se traza un mapa de los tipos de células al inicio del desarrollo del cerebro
POR LAURA DATTARO
Fuente: Spectrum | 01/04/2021
Fotografía: Spectrum
Un nuevo atlas perfila la actividad de los genes en las primeras etapas del desarrollo del cerebro fetal humano.
Este recurso podría ayudar a los investigadores a identificar los modelos más adecuados para estudiar el autismo en las distintas etapas de maduración del cerebro. Según el estudio, la expresión genética de las células progenitoras, que se convierten en neuronas, se asemeja mucho a la de los organoides cerebrales humanos -reproducciones del cerebro real cultivadas en laboratorio- al principio, por ejemplo, pero después se asemeja más a la de las células de los ratones.
"Es un ejemplo de que hay que tener cuidado a la hora de elegir el modelo experimental", afirma el investigador principal, Arnold Kriegstein, profesor de neurología de la Universidad de California en San Francisco.
En las personas, las células progenitoras llamadas glía radial generan neuronas en lo que se convierte en la corteza cerebral durante los primeros seis meses de crecimiento del feto. Pero hasta ahora no se sabía cómo se desarrollaban y maduraban estas glías radiales, en parte debido a la escasez de muestras de tejido de las primeras semanas de gestación.
En el nuevo trabajo, Kriegstein y sus colegas analizaron los patrones de expresión génica en células individuales de 12 cerebros fetales con edades comprendidas entre las 6 y las 10 semanas después de la concepción. Examinaron 289.000 células de los cerebros, incluidas 59.000 del córtex y estructuras cercanas.
El equipo descubrió que las células progenitoras corticales se dividen en nueve grupos en función de la expresión génica, lo que indica que estas células son más variadas de lo que se reconocía anteriormente. Incluso las muestras de tejido más jóvenes contenían algunas neuronas, lo que sugiere que la creación de neuronas corticales comienza en una fase temprana.
Modelo
El gen MEFC2, relacionado con el autismo, que ayuda a las neuronas a madurar y a formar las capas características del córtex, se expresó en gran medida en las muestras más jóvenes. En los tejidos más antiguos de estudios anteriores, alcanzó un máximo alrededor de las 14 semanas, lo que sugiere que tiene múltiples funciones.
Los investigadores también construyeron "árboles genealógicos" que relacionan las células a lo largo de diferentes periodos de desarrollo para comprender mejor cómo se diferencian las células progenitoras. Los investigadores descubrieron que muchos de los genes que parecen regular este proceso están relacionados con el autismo y otras enfermedades neuropsiquiátricas, como la esquizofrenia.
El equipo comparó sus muestras con los patrones de expresión génica de embriones de ratón de 9 y 10 días de edad -aproximadamente a la mitad de la gestación- y con un conjunto de organoides cerebrales desarrollados a partir de cuatro líneas de células madre humanas.
Los investigadores descubrieron que dos grupos de células que se encuentran en las primeras etapas de desarrollo en las personas no están presentes en los ratones. Los organoides tienen estas células, pero carecen de otras que se expresan más tarde tanto en los ratones como en las personas.
Los resultados se publicaron en Nature Neuroscience en marzo.
TAGS: autismo, mapeo cerebral, corteza, modelos de ratón, secuenciación unicelular