Un estudio identifica la causa del pliegue excesivo de las circunvoluciones en la corteza cerebral humana
Descifran el porqué del retraso neurológico en cerebros con pliegues excesivos
Un estudio identifica la causa del pliegue excesivo de las circunvoluciones en la corteza cerebral humana
La capa exterior del cerebro humano o corteza cerebral, caracterizada por sus circunvoluciones y surcos distintivos, controla la función cognitiva y ejecutiva, desde el pensamiento consciente desde el habla hasta el control emocional. La corteza cerebral está compuesta por más de 10 mil millones de células y más de 100 billones de conexiones pero una capa de materia gris de solo cinco milímetros de espesor.
La mayoría de los animales con cerebros grandes exhiben plegamiento cortical, lo que permite que se compacte un área muy grande de tejido de la corteza cerebral dentro de los confines del cráneo. Cuanto más plegamiento cortical, más avanzadas y complejas son las funciones cognitivas de la especie. Las especies inferiores, como los ratones y las ratas, tienen cerebros más pequeños y de superficie lisa; especies de orden superior como elefantes, marsopas y simios muestran diferentes grados de girificación o plegamiento de la corteza cerebral. Los humanos poseen uno de los cerebros más arrugados, considerado un indicador de evolución avanzada.
En algunos humanos, sin embargo, el plegamiento excesivo de la corteza cerebral no se asocia con mayores capacidades cognitivas, sino todo lo contrario y se relaciona con retraso en el desarrollo neurológico, discapacidad intelectual y ataques epilépticos. Los genes que controlan este plegamiento son en su mayoría desconocidos.
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y el Instituto de Medicina Genómica Rady Children's acaban de publicar en PNAS nuevos hallazgos que profundizan en la comprensión de la girificación humana.
Dirigido por el autor principal del estudio Joseph Gleeson, MD, profesor Rady de Neurociencia en la Facultad de Medicina de UC San Diego y director de investigación en neurociencia en el Instituto de Medicina Genómica Rady Children's, un consorcio internacional de investigadores llamado Neurogenetics Consortium realizó análisis genómicos en casi 10.000 familias con enfermedad cerebral pediátrica en el transcurso de 10 años para buscar nuevas causas de la enfermedad.
Polimicrogiria
«De nuestra cohorte, encontramos cuatro familias con una afección llamada polimicrogiria, lo que significa demasiadas circunvoluciones que están muy apretadas», dijo Gleeson. «Hasta hace poco, la mayoría de los hospitales que trataban a pacientes con esta afección no analizaban las causas genéticas. El Consorcio pudo analizar a las cuatro familias juntas, lo que nos ayudó a descubrir la causa de esta afección».
La culpa es de un gen
Específicamente, las cuatro familias mostraron mutaciones en un gen llamado proteína transmembrana 161B (TMEM161B), que produce una proteína de función previamente desconocida en las superficies celulares.
«Una vez que identificamos TMEM161B como la causa, nos dispusimos a comprender cómo se produce el plegamiento excesivo», dijo el primer autor Lu Wang, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Gleeson. «Descubrimos que la proteína controla el esqueleto celular y la polaridad, y estos controlan el plegamiento».
Utilizando células madre derivadas de muestras de piel de pacientes y ratones modificados, los investigadores identificaron defectos en las interacciones de las células neurales en las primeras etapas de la embriogénesis.
«Descubrimos que el gen es necesario y suficiente para los cambios del citoesqueleto necesarios para la forma en que las células neurales interactúan entre sí», dijo Wang. «Fue interesante que el gen apareciera por primera vez en la evolución de las esponjas, que ni siquiera tienen cerebro, por lo que claramente, la proteína debe tener otras funciones. Aquí encontramos un papel fundamental en la regulación del número de pliegues en el cerebro humano».
Los autores del estudio enfatizaron que los estudios de descubrimiento genético son importantes porque identifican las causas de las enfermedades humanas, pero que estos descubrimientos pueden tardar muchos años en convertirse en nuevos tratamientos.
«Esperamos que los médicos y científicos puedan ampliar nuestros resultados para mejorar el diagnóstico y la atención de los pacientes con enfermedades cerebrales», dijo Gleeson.
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