El primer descubrimiento mundial sugiere por qué los estudios cerebrales en ratones no siempre se traducen en humanos


Aunque usamos constantemente nuestros cerebros sin tener que pensar en ello, averiguar cómo hacen lo que hacen es un asunto mucho más complicado. Para ayudar a resolverlo, los científicos han recurrido durante décadas al uso modelos animales para experimentos cerebrales.

De hecho, la mayoría de los conocimientos acerca de cómo el desarrollo de la cerebelo – el área del cerebro que recibe y coordina la información sensorial y nuestras respuestas físicas a ella – proviene de ratones. Y un nuevo estudio sugiere que podría ser un problema.

Mientras que los humanos claramente tienen un mayor volumen de cerebros que los ratones, una nueva investigación muestra que las comparaciones con tales modelos animales pueden estar llenas de desafíos más grandes de lo que nos dimos cuenta previamente, debido a algunas diferencias fundamentales en cómo se desarrollan nuestros cerebros.

"Nuestros resultados indican la presencia de muchas diferencias marcadas en los patrones de desarrollo entre el cerebelo del ratón y el humano", dijeron a ScienceAlert los neurocientíficos Parthiv Haldipur y Kathleen Millen del Seattle Children's Research Institute en un correo electrónico.

Haldipur y Millen, junto con un equipo de investigadores internacionales, observaron cómo se desarrolla el cerebelo en humanos entre 30 días después de la concepción y 9 meses después del nacimiento, y lo compararon con ratones y macacos, primates usado frecuentemente en investigación del cerebro.

Al examinar y comparar las morfologías y las expresiones moleculares de estos cerebros en desarrollo, encontraron grupos enteros de células cerebrales en humanos, nunca antes vistas en esta región del cerebro, ya sea en ratones o macacos.

"Nunca se han descrito en ningún otro vertebrado y parecen ser específicos para humanos", dijeron Haldipur y Millen.

Son un tipo de células progenitoras, como las células madre que dan lugar a otras células, pero más restringidas en el tipo de célula que pueden formar.

Los investigadores describen estas células como progenitores basales de tipo glial externo-radial (¡qué bocado!).

Anteriormente solo se sabía que estaban presentes en los mamíferos corteza cerebral – la capa neural externa de nuestros cerebros involucrados en la memoria, el pensamiento y el lenguaje. Esta es la primera vez que han sido espiados en el cerebelo.

El estudio encontró que en un área del cerebelo humano en desarrollo llamado labio rómbico, estas células progenitoras se convierten en la fuente principal de una célula cerebral llamada neurona granular cerebelosa.

Estos son nuestro tipo más abundante de neuronas, que constituyen el 80 por ciento de todas las neuronas en el cerebro humano.

"En humanos, encontramos que el desarrollo del labio rómbico es prolongado y está presente durante toda la gestación, incluso durante el tercer trimestre cuando el volumen cerebeloso humano aumenta 5 veces", dijeron Haldipur y Millen.

Estudios recientes sugieren que esta expansión del labio rómbico puede estar relacionada con la cognición humana, explican Haldipur y Millen.

"Quizás la persistencia del labio rómbico humano asegura el crecimiento adecuado de esta región críticamente importante del cerebelo humano", dijeron.

Estos descubrimientos hacen que la conclusión ya tentativa de los modelos animales utilizados para estudiar la neurología humana sea aún más inestable. Pero también explican algunos acertijos neurológicos.

"Si bien se conservan muchas características del desarrollo cerebeloso y los ratones han proporcionado muchas respuestas, varios defectos de nacimiento cerebelosos humanos han sido difíciles de modelar", explican Haldipur y Millen.

Esto incluye una condición neurológica llamada Malformación de Dandy-Walker, que ocurre cuando el labio rómbico no se desarrolla adecuadamente. Conduce a problemas de movimiento, intelecto, estados de ánimo y otras funciones neurológicas.

"Ahora está claro que los mecanismos patológicos subyacentes (de la malformación de Dandy-Walker) nunca se pueden modelar completamente en ratones, porque los ratones carecen de zonas de desarrollo transitorias críticamente importantes que se ven en los humanos", revelan Haldipur y Millen.

los muestras de ratones utilizados en el estudio fueron tomados de animales de laboratorio, la investigación del macaco se realizó a través de imágenes del recurso MacBrain, y los investigadores utilizaron 100 muestras de tejido humano tomadas de hospitales e instituciones con acceso a tejido donado.

Si bien los investigadores no saben qué significa la ausencia de este grupo de células progenitoras en macacos para otros primates, este estudio destaca la necesidad de observar más de cerca estas diferencias de desarrollo en todas las especies que utilizamos para estudiar la neurología.

"Nuestros estudios subrayan la urgencia de más … análisis del desarrollo cerebeloso humano y de ratón para definir mejor el valor y las limitaciones de los modelos genéticos de ratón del trastorno del neurodesarrollo humano", concluyen los investigadores en su artículo.

Ahora están trabajando para aprender más sobre estas áreas recientemente identificadas de células progenitoras con la esperanza de desarrollar mejores diagnósticos y tratamientos para los trastornos del desarrollo neurológico.

Su estudio ha sido publicado en Ciencias.

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