Diseñadores maestros: Arquitectos del cerebro revelados

Polaridad de neuronas y columnas. Crédito: Universidad de Kanazawa

Las células cerebrales a menudo se agrupan y crecen juntas creando columnas tridimensionales. Si bien se establece este patrón de neuronas en forma de pilar, el mecanismo exacto detrás de su formación aún es difícil de comprender. El equipo de Makoto Sato en la Universidad de Kanazawa ha estado estudiando de cerca este fenómeno. Sus hallazgos recientes explican cómo las moléculas en el cerebro trabajan en conjunto para crear las maravillas arquitectónicas que son las columnas.

Los investigadores basan gran parte de su trabajo en la Drosophila (mosca de la fruta) debido a las similitudes genéticas del organismo con los humanos. En este estudio se centraron en el centro visual del cerebro de la mosca en una región conocida como médula. Esta región se parece a la corteza cerebral humana, la sede principal del razonamiento. Se fotografiaron columnas en desarrollo en la médula en tiempo real para encontrar que una proteína conocida como Fmi era abundante en las etapas de crecimiento de la mosca y desaparecía poco después. Fmi también participa en un proceso conocido como polaridad de celda plana (PCP) que impulsa la orientación espacial de una celda en un espacio bidimensional. Por lo tanto, se pretendía que el PCP también intervino en el desarrollo de las columnas. De hecho, la desactivación de los componentes de PCP resultó en una formación de columna deteriorada. Además, se descubrió que un nuevo candidato, Fz2, trabajaba en estrecha colaboración con los componentes individuales de PCP.

Fz2 está vinculado a una vía celular llamada señalización Wnt. Una inspección minuciosa de la médula reveló que los principales reguladores de la vía Wnt, DWnt4 y DWnt10, estaban operativos en las inmediaciones. Cuando DWnt4 y DWnt10 también se deshabilitaron, siguió una interrupción de la estructura de la columna en las regiones vecinas. La construcción de columnas estuvo controlada por una cadena compleja de arquitectos.

Polaridad neuronal y disposición de las columnas. Crédito: Universidad de Kanazawa

Makoto Sato y sus colaboradores han revelado previamente tres tipos de neuronas R7, R8 y Mi1 para formar las columnas. Por lo tanto, luego investigaron el papel de Wnt/PCP en estas neuronas. Al apagar PCP, las neuronas Mi1 y R8 cambiaron de dirección, lo que confirma que la orientación estaba controlada por esta vía. Por otro lado, cuando se apagó la señalización de Wnt, las neuronas Mi1 también mostraron un deterioro estructural. Wnt/PCP fue, por lo tanto, fundamental para el desarrollo espacial y estructural adecuado de las columnas.

Este estudio revela la naturaleza entrelazada de los mecanismos que impulsan el desarrollo del cerebro. «[Nosotros] mostramos que los ligandos Wnt regulan globalmente la orientación neuronal y la disposición de la columna a través de la señalización de polaridad de células planas/Fz2 en un espacio tridimensional en el cerebro», resumen los investigadores. Estos procesos son clave para monitorear un crecimiento saludable y rastrear trastornos en el cerebro en desarrollo.

Explore más a fondo

Desarrollo estructural del cerebro Más información: Xujun Han et al, DWnt4 y DWnt10 regulan la morfogénesis y la disposición de las unidades columnares a través de la señalización Fz2/PCP en el cerebro, la célula de Drosophila Informes (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108305 Información del diario: Cell Reports

Proporcionado por la Universidad de Kanazawa Cita: Maestros diseñadores: Revelación de los arquitectos del cerebro (2021, enero 12) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-master-architects-brain-revealed.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.