O echipă de cercetători spune că a identificat, în dezvoltarea timpurie, două populații distincte de celule embrionare care dau naștere separat părții anterioare și celei posterioare a creierului, o concluzie care contrazice ideea dominantă că toate regiunile creierului ar proveni inițial din același tip de precursor neural.
Studiul, publicat vineri în revista Nature Neuroscience, a urmărit soarta celulelor în embrioni de șoarece pentru a reconstrui rutele de dezvoltare ale regiunilor cerebrale și a testat apoi tiparele în celule stem umane.
„Pentru prima dată am demonstrat că partea anterioară a creierului apare dintr-o celulă progenitoare complet diferită de cea care dă naștere părții posterioare”, a declarat Kyle M. Loh, biolog al dezvoltării și profesor asociat la Stanford Medicine.
Cercetătorii au identificat o populație anterioară de celule, marcată de expresia genei Otx2, care formează creierul anterior și creierul mijlociu, și o populație posterioară, marcată de gena Gbx2, care dă naștere creierului posterior. În embrionii de șoarece analizați, cele două linii celulare nu s-au suprapus, evoluând în paralel.
Echipa a analizat și cromatina — modul în care este organizat ADN-ul în celulă — și a constatat că, foarte devreme, celulele destinate regiunilor anterioare și posterioare au configurații diferite, care le „fixează” identitatea. Chiar și atunci când au primit semnale chimice care, de obicei, ghidează dezvoltarea altor țesuturi nervoase, precursorii anteriori nu au devenit posteriori și nici invers, potrivit rezultatelor.
Rayyan T. Jokhai, student postuniversitar și coautor principal, a spus că descoperirea ar putea explica de ce multe încercări anterioare de a crea în laborator neuroni ai trunchiului cerebral au eșuat: cercetătorii ar fi pornit de la precursori care corespund altei regiuni cerebrale.
După ce au identificat ruta de dezvoltare pe care o consideră corectă, autorii au obținut neuroni motori funcționali ai creierului posterior din celule stem pluripotente umane. Neuronii au prezentat caracteristici electrice ale celulelor nervoase funcționale, inclusiv potențiale de acțiune, și au exprimat markeri asociați zonelor din creierul posterior implicate în controlul mușchilor feței și în deglutiție.
Cercetătorii au subliniat că rezultatele nu înseamnă că ar exista „două creiere independente” la om și nici că ar fi fost creat un creier complet într-o placă de cultură. Modelul celular, spun ei, ar putea oferi o platformă pentru a observa procese care nu pot fi examinate direct în trunchiul cerebral al pacienților vii și pentru a studia boli precum atrofia musculară spinală (AME/SMA) și scleroza laterală amiotrofică (ELA), în care afectarea unor neuroni poate compromite deglutiția și respirația.
În paralel, echipa a comparat tiparul cu alte specii și a identificat semnale compatibile în embrioni de pui, pește-zebră și „vierme ghindă”, un invertebrat marin. Autorii spun că această conservare sugerează o posibilă „origine evolutivă duală” a creierului, păstrată de peste 550 de milioane de ani, menționând și că meduzele, separate de oameni prin 600–700 de milioane de ani de evoluție, au sisteme nervoase la extremități diferite ale corpului.
Cercetarea a inclus oameni de știință de la Stanford, California Institute of Technology și University of California, San Francisco, iar autorii au spus că plănuiesc să extindă analiza către măduva spinării și să studieze mai detaliat cum AME și ELA alterează neuronii creierului posterior.
Sursa: Infobae
