Semaforina, la proteína que guía el desarrollo del cerebro

La vida empieza con una única célula, el zigoto. Fruto de la unión entre óvulo y espermatozoide, este 'huevo' ha de comenzar a dividirse en miles de células que formarán luego nuestro organismo. Pero además de la división celular, otro proceso biológico también es crucial en el desarrollo de los seres vivos: la diferenciación de los millones de 'ladrillos' que nos componen. Desde aquella primera célula inicial, somos capaces de generar células de la piel, neuronas o fibras musculares.

Diferentes piezas celulares, un mismo origen, miles de funciones y destinos distintos. Para articular esta increíble obra de ingeniería, los organismos usan maquinarias en forma de proteínas, que son capaces de 'dirigir' la orquesta de la diferenciación celular y guiar a las células a su localización precisa. Cualquier mínimo error puede provocar problemas de salud importantes. Si las alteraciones afectan a las células nerviosas, el desarrollo de nuestro cerebro puede incluso verse afectado, y en la etapa adulta podemos tener serios trastornos mentales.

Científicos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, junto con investigadores de la Universitat de Barcelona, la Universidad de la Mediterránea (Francia) y el Children's Hospital de Cincinnati (Estados Unidos), han estudiado por primera vez cómo se produce la migración de unas células nerviosas especiales, también llamadas células Cajal-Retzius. Su distribución en el cerebro es fundamental, ya que si se produce de manera incorrecta, puede provocar que la corteza cerebral sea lisa.

Cerebro - Unobrain

La corteza cerebral es el 'manto nervioso' que cubre los hemisferios de nuestro cerebro, y en ella se encuentran circuitos neuronales encargados de analizar, interpretar y almacenar la información que le llega. Su trabajo es fundamental para que seamos capaces de percibir lo que sucede a nuestro alrededor, y en base a estos datos, tener una conducta u otra. Cualquier mínimo error en su desarrollo puede provocar alteraciones muy graves en la etapa adulta, como puede ser el retraso mental.

En el caso de que la distribución de las células Cajal-Retzius sea incorrecta, existirán problemas en el desarrollo y formación de la corteza cerebral. En particular, los científicos estudiaron lo que ocurre en una enfermedad conocida como lisoencefalia tipo I, en la que la corteza cerebral aparece completamente lisa, ya que no tiene circunvoluciones. Los niños que presentan este síndrome padecen un importante retraso mental y además, tienen serios problemas para controlar sus movimientos.

¿A qué se debe la enfermedad? ¿Qué puede provocar que la diferenciación y migración de las células nerviosas falle? Los investigadores lograron identificar por primera vez el mecanismo molecular que guía la distribución de estas células durante el desarrollo, descubriendo que sus 'señales' en la carretera del desarrollo están formadas por el llamado sistema molecular de atracción (CXCL12/CXCR4). 

Cerebro - Unobrain

En particular, su estudio logró analizar el papel de la Semaforina 3E, una molécula señal que al unirse a la 'orquesta de proteínas' logra modular la migración de las células. En el desarrollo del cerebro ocurre lo mismo que en la vida real: si los semáforos fallan, puede haber accidentes de tráfico, atropellos y un caos en la ciudad. El sistema molecular descubierto, que ya había sido relacionado con la regulación de los vasos sanguíneos o el desarrollo del cáncer, permite conocer un poco más cómo migran las células nerviosas. Su trabajo, publicado en Nature Communications, es un importante avance para conocer un poco más nuestro cerebro.

Imágenes | Srgpicker (Flickr)