Describen por primera vez señales mecánicas del desarrollo de corteza cerebro

Científicos del Instituto español de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y de la Universidad de Barcelona (UB) describieron por primera vez las señales mecánicas implicadas en el desarrollo temprano de la corteza cerebral en ratones.

Los investigadores, coordinados por José Antonio del Río (IBEC), observaron las señales mecánicas y las fuerzas de tracción involucradas en la migración de las células de Cajal-Retzius, un grupo de neuronas con un importante papel en el desarrollo de la corteza cerebral.

El estudio, hecho solo con roedores y que publica la revista 'Frontiers in Cell and Developmental Biology', es el primero que describe el papel de estas señales mecánicas en la formación de la corteza cerebral.

Del Río explica que la formación del cerebro es un proceso largo y complejo que comienza en las primeras fases del desarrollo embrionario y entre las partes que se forman está el córtex o corteza cerebral, implicada en actividades tan relevantes como la motora, la sensorial y la visual, y en funciones superiores como la imaginación y el pensamiento.

Si bien varias de las señales químicas que promueven el desarrollo del córtex han sido definidas en los últimos años, el papel que juegan las señales mecánicas y las fuerzas de tracción celular en este proceso eran hasta ahora desconocidos.

Las células de Cajal-Retzius, descubiertas por el médico y científico español Santiago Ramón y Cajal y el médico y anatomista sueco Gustaf Retzius en 1890 y 1892, respectivamente, son las primeras neuronas que se originan en la corteza cerebral embrionaria.

En ratones, estas células se generan entre los días ocho y trece del desarrollo embrionario en cuatro áreas proliferativas del cerebro localizadas fuera de la corteza cerebral.

A partir de estas regiones, los distintos grupos de células de Cajal-Retizus migran para situarse en una zona superficial de la corteza, denominada preplaca cortical.

Con esta migración, las neuronas de Cajal-Retzius promueven la posterior formación de las capas de la corteza cerebral.

El estudio revela que la acción coordinada de las señales químicas y mecánicas presentes en la matriz extracelular de la capa superficial de la corteza guía la migración y la distribución de las células de Cajal-Retzius en la corteza en desarrollo.

Los investigadores observaron mediante microscopía de fuerzas atómicas los cambios de rigidez regionales y mimetizaron las diferencias en cultivos empleando andamios tridimensionales, detalla Del Río, que es Catedrático de Biología Celular de la Facultad de Biología de la UB (noreste de España).

"Luego cultivamos en estos andamios células de Cajal-Retzius generadas en las distintas regiones y analizamos su comportamiento", declara Del Río, que desvela que hicieron "un experimento para ver la pérdida de función utilizando un veneno de araña que inhibe los canales mecanosensibles catiónicos y así las células de Cajal-Retzius eran capaces de sentir cambios de rigidez extracelular".

Según Del Río, en humanos, una mala función o migración de las células de Cajal-Retzius puede dar lugar a lisencefalias, enfermedades que se manifiestan por la ausencia de pliegues en la corteza cerebral y cuya esperanza de vida es de pocos años.

"Por su elevado impacto, pensamos que la mecanobiología adquirirá cada vez más relevancia, no solo en el estudio y comprensión del desarrollo de tejidos y órganos, como el cerebro, sino también para entender los procesos responsables de malformación tisular. Toda esta información será de gran utilidad para prevenir enfermedades de órganos y tejidos, como las lisencefalias", concluye Del Río.