El Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha elaborado un mapa de cómo se forman las neuronas del tálamo durante el desarrollo embrionario. El trabajo, difundido este lunes 26 de octubre por la universidad y publicado en la revista científica Nature Neuroscience, combina información de la actividad genética y de los mecanismos que regulan esa actividad para seguir la especialización de las células del cerebro.
Los científicos han desarrollado un atlas multiómico del tálamo embrionario del ratón. El término multiómico alude a que no se limitaron a observar qué genes estaban activos: analizaron también qué regiones del ADN estaban disponibles para controlar su expresión. La combinación de ambas capas de datos permite reconstruir las rutas que siguen diferentes poblaciones de neuronas desde etapas tempranas.
Dos caminos de especialización neuronal
El tálamo participa en la transmisión y organización de la información que llega a la corteza cerebral. Aunque suele describirse como una estación de relevo de los sentidos, sus diferentes núcleos intervienen también en circuitos motores y asociativos, por lo que no todas sus neuronas cumplen la misma función.
El estudio encuentra dos grandes linajes de desarrollo que se separan pronto. Uno da lugar principalmente a núcleos sensoriales y el otro a núcleos relacionados con funciones motoras y asociativas. Los datos indican, además, que esos programas maduran a ritmos diferentes: determinados circuitos sensoriales alcanzan antes algunas etapas de diferenciación.
El equipo observó una transición especialmente relevante en la rama sensorial. Antes de convertirse en neuronas visuales o relacionadas con el tacto, algunas células atraviesan una fase molecular parecida a la de los núcleos talámicos de orden superior, vinculados a comunicaciones más complejas entre áreas cerebrales. Los investigadores contrastaron esta hipótesis con técnicas de marcaje genético para seguir el destino de las células.
La función del gen Sp9
Otra de las conclusiones es la importancia del gen Sp9, que contiene las instrucciones para producir un factor de transcripción encargado de regular otros genes. Al reducir experimentalmente su actividad durante el desarrollo embrionario, los investigadores comprobaron que determinadas neuronas visuales no adquirían correctamente su identidad específica.
La identificación de ese mecanismo aporta una explicación sobre cómo se construyen algunos circuitos sensoriales. No supone el desarrollo de un tratamiento clínico: los experimentos se han realizado en un modelo animal y sus resultados constituyen investigación básica. El atlas puede servir como referencia para futuros trabajos sobre alteraciones del neurodesarrollo, pero no permite extrapolar directamente sus hallazgos a pacientes.
Una colaboración científica desde Sant Joan d’Alacant
En el proyecto han participado el grupo de Desarrollo, Plasticidad y Reprogramación de Circuitos Sensoriales, encabezado por la investigadora Guillermina López Bendito, y el laboratorio de Plasticidad Celular y Neuropatología, dirigido por José López Atalaya. Lorenzo Puche Aroca figura como primer autor del artículo. Todos ellos trabajan en el Instituto de Neurociencias, ubicado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH.
La investigación se ha financiado mediante programas del Ministerio de Ciencia y de la Agencia Estatal de Investigación, fondos europeos del Consejo Europeo de Investigación, la Fundación La Caixa, la Generalitat Valenciana y el programa de excelencia Severo Ochoa. Este tipo de estudios amplía el conocimiento de los procesos que intervienen en la organización del cerebro y ayuda a formular nuevas preguntas para investigaciones posteriores.
Información contrastada con la comunicación oficial de la UMH-CSIC del 26 de octubre y con el artículo original en Nature Neuroscience.
