Nuestro cerebro comprende 85 mil millones de células nerviosas y las llamadas células gliales, que trabajan en estrecho contacto con las primeras para garantizar su correcto funcionamiento. Todas se originan a partir de células madre cerebrales. Pero qué decide cuándo y cuántas de ellas se conviertenneuronas o células gliales? Un nuevo estudio dirigido por el Laboratorio de Desarrollo de la Corteza Cerebral de SISSA ha demostrado cómo el gen Foxg1, que ya está involucrado en numerosos procesos de desarrollo cerebral y en trastornos raros como los síndromes de Rett y West, juega un papel fundamental en el pilotaje dediferenciación de células madre, lo que garantiza que las neuronas y las células gliales se producen en la cantidad correcta y en el momento correcto. El trabajo, publicado en corteza cerebral y realizado en colaboración con la Universidad de Cambridge y el IRCCS Burlo Garofolo, abre nuevos caminos para comprender y tratar las enfermedades genéticas incurables.
El desarrollo cortico-cerebral es un proceso muy complejo y sigue siendo en gran parte misterioso. Las células madre dan vida a las neuronas, luego a las células gliales, comenzando con los astrocitos, que son esenciales para nutrir las células nerviosas y modular su actividad. En los seres humanos, estoocurre después del cuarto mes de embarazo, cuando la producción de células nerviosas tiende a terminar y la de los astrocitos aumenta. En los roedores, este cambio tiene lugar inmediatamente después del nacimiento.
Hasta ahora, no estaba claro qué coordinó esta transición, pero los investigadores de SISSA han demostrado que el gen Foxg1, ya conocido por su participación en otros procesos de desarrollo y en algunas enfermedades raras, regula el comportamiento de diferenciación de células madre como un verdadero "conductor ". Observaron que el nivel de expresión de este gen disminuye naturalmente, poco tiempo antes de que comience la producción de astrocitos. Luego, los investigadores modularon la expresión de este gen, tanto in vitro como in vivo, y observaron que un aumento en esta expresión se ralentizapor el paso de la producción de neuronas a los astrocitos; por otro lado, una disminución en la expresión lo facilita. También confirmaron que ocurren fenómenos muy similares en las células madre humanas. Finalmente, los investigadores también investigaron los mecanismos a través de los cuales este fenómeno se articulae identificó dos tipos de procesos: por un lado, Foxg1 regula la expresión de cuatro genes maestros implicados en la elección entre productosencendido de neuronas y de astrocitos;por otro, modula la función de varias máquinas moleculares baterías de genes involucradas en la ejecución del programa de diferenciación de astrocitos.
"Es un resultado muy importante, tanto científica como metodológicamente hablando", comenta Antonello Mallamaci, director del Laboratorio de Desarrollo Cortical de SISSA y líder del estudio. "El papel de Foxg1 en este proceso de transición y su participación en trastornos comolas variantes del síndrome de Rett y West sugieren que algunas de las anomalías típicas de estos síndromes se generan por una alteración de la escala de tiempo con la que se generan las células astrogliales y abre el camino a posibles terapias génicas ".
"Además" agrega Mallamaci, "la combinación de estudio in vitro e in vivo y la comparación con los resultados obtenidos en células madre humanas ha demostrado ser un enfoque ganador para estudiar procesos de desarrollo altamente conservados. Este enfoque ciertamente puede usarse enel futuro para responder nuevas preguntas "
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