Dos poblaciones tempranas marcan futuros territorios del cerebro

Antes de que el cerebro adquiera una forma reconocible, dos grupos celulares ya se distinguen por su identidad y destino regional. Durante la gastrulación del ratón, los científicos encontraron una población asociada a Otx2, vinculada al prosencéfalo y al mesencéfalo, y otra asociada a Gbx2, relacionada con el rombencéfalo. Ambas aparecen al mismo tiempo y no se superponen, según un estudio publicado en Nature Neuroscience el 18 de septiembre.

El resultado revisa la secuencia utilizada tradicionalmente para explicar el inicio del sistema nervioso. El ectodermo neural, tejido embrionario que dará origen a ese sistema, se describía como un territorio único dividido más tarde. Los nuevos datos indican que una diferencia regional importante ya puede reconocerse en dos conjuntos de progenitores, células precursoras cuyo abanico de posibles descendientes ha comenzado a restringirse.

Para seguir este origen, el equipo introdujo marcas genéticas en células de embriones de ratón y observó dónde aparecía después su descendencia. La operación vinculó cada marca inicial con la ubicación final: el grupo anterior contribuyó al prosencéfalo y al mesencéfalo, mientras que el posterior formó partes del rombencéfalo. Por tanto, la conclusión no depende solo de la presencia momentánea de Otx2 o Gbx2, sino del trayecto efectivamente registrado entre las células embrionarias y sus derivados.

Otra capa de evidencia provino de la cromatina —la organización del ADN que influye en qué segmentos quedan disponibles para su uso— y de los controles reguladores de las células. Las dos poblaciones mostraron estados distintos, compatibles con diferentes límites de destino. Un patrón correspondiente en pollo, pez cebra y gusano bellota respaldó la hipótesis de una conservación evolutiva profunda; la antigüedad estimada de ~550 millones de años sigue siendo una inferencia comparativa, no una observación directa.

A continuación, los investigadores utilizaron este mapa regional para diseñar un experimento con células madre pluripotentes humanas. Ajustaron las señales suministradas en cultivo para favorecer una identidad posterior y obtuvieron neuronas motoras compatibles con el rombencéfalo. Los marcadores segmentarios indicaron semejanza con zonas específicas de esa región, y los potenciales de acción mostraron que las células producidas eran capaces de actividad eléctrica.

La distinción entre los orígenes anterior y posterior ofrece una herramienta para intentar construir modelos de laboratorio más fieles de enfermedades del tronco encefálico, pero ese beneficio todavía debe validarse en modelos de enfermedad. La demostración en células humanas ocurrió solo in vitro, y la principal evidencia de linaje procedió de animales. El estudio presenta un mapa embrionario revisado y una estrategia experimental prometedora, no una terapia ni una prueba de utilidad clínica.