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Observan al detalle el 'big bang' de las neuronas

Mediante un marcador fluorescente, visualizan sus primeras horas de vida y el desarrollo génico


Científicos de la Universidad de Ginebra (Suiza) han conseguido observar al detalle el nacimiento de nuevas neuronas, su 'big bang', a partir de células progenitoras. Mediante un sistema de marcado fluorescente, visualizan sus primeras horas de vida y cómo se van desarrollando los genes.





Expresión de los genes de una neurona durante las primeras horas posteriores a su nacimiento. Cada círculo representa una etapa del desarrollo (6 horas, 12 y 24), y los puntos coloreados, el nivel de expresión. Imagen: Jabaudon Lab. Fuente: Unige.
Expresión de los genes de una neurona durante las primeras horas posteriores a su nacimiento. Cada círculo representa una etapa del desarrollo (6 horas, 12 y 24), y los puntos coloreados, el nivel de expresión. Imagen: Jabaudon Lab. Fuente: Unige.
Nuestro cerebro hospeda diferentes tipos de neuronas, cada una con su propia firma genética que define su función. Estas neuronas se derivan de células progenitoras, que son células madre especializadas que tienen la capacidad de dividirse para dar lugar a neuronas.

Ahora, neurocientíficos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ginebra (Suiza) arrojan luz sobre los mecanismos que permiten a las progenitoras generar neuronas. Mediante una nueva tecnología llamada FlashTag que les permite aislar y visualizar las neuronas en el mismo momento en que nacen, se ha descifrado el código genético básico que permite la construcción de una neurona.

Este descubrimiento, que se publica en Science, permite no sólo entender cómo se desarrolla nuestro cerebro, sino también cómo utilizar este código para reconstruir neuronas a partir de células madre. Los investigadores ahora podrán comprender mejor los mecanismos subyacentes en las enfermedades neurológicas.

Dirigidos por Denis Jabaudon, neurólogo y neurocientífico de la Universidad de Ginebra y de los Hospitales Universitarios de Ginebra, los investigadores desarrollaron FlashTag, que visualiza las neuronas mientras nacen. Con este enfoque, en el mismo momento en que se divide una progenitora, recibe un marcador fluorescente que persiste en su progenie. Así, los científicos pueden visualizar y aislar las neuronas recién nacidas con el fin de observar de forma dinámica qué genes se expresan en las primeras horas de su existencia.

Con el tiempo, pueden estudiar su evolución y los cambios en la expresión génica. "Anteriormente, sólo teníamos un par de fotos para reconstruir la historia de las neuronas, lo que dejaba una gran cantidad de espacio para la especulación. Gracias a FlashTag, ahora hay una película genética completa desarrollándose ante nuestros ojos. Cada instante se hace visible desde el principio, lo que nos permite comprender el desarrollo de la obra, identificando a los personajes principales, sus interacciones y sus incentivos", señala Jabaudon en la nota de prensa de la universidad, traducida en EurekAlert!.

Trabajando en la corteza cerebral de ratones, los científicos identificaron los genes clave del desarrollo neuronal, y demostraron que su dinámica de expresión es esencial para que el cerebro se desarrolle normalmente.

Una coreografía muy precisa

Este descubrimiento, al danr acceso al código primordial de la formación de neuronas, nos ayuda a comprender cómo funcionan éstas en el cerebro adulto. Y parece que varios de estos genes originales también están implicados en enfermedades neurodegenerativas y del neurodesarrollo, que pueden ocurrir muchos años después.

Esto sugiere que podría haber una predisposición desde los primeros momentos de la existencia de las neuronas, y que los factores ambientales puede luego tener un impacto en cómo se desarrollan las enfermedades. Mediante la comprensión de la coreografía genética de las neuronas, los investigadores pueden, por tanto, observar cómo estos genes se comportan desde el principio, e identificar posibles anomalías que predicen enfermedades.

Después de leer este código genético, los científicos fueron capaces de reescribirlo en las neuronas recién nacidas. Mediante la alteración de la expresión de ciertos genes, fueron capaces de acelerar el crecimiento neuronal, alterando así la secuencia de comandos de desarrollo. Con FlashTag, ahora es posible aislar las neuronas recién nacidas y volver a crear los circuitos cerebrales in vitro, lo que permite a los científicos probar su funcionamiento, así como el desarrollo de nuevos tratamientos.

El equipo ha publicado un sitio web donde es posible introducir el nombre de un gen y observar la forma en que se expresa, y cómo interactúa con otros genes. «Cada equipo de investigación sólo puede concentrarse en un puñado de genes al mismo tiempo, mientras que nuestro genoma se compone de cerca de 20.000 genes. Por lo tanto, pusimos nuestra herramienta disponible para que otros investigadores que la utilizaran, de una forma totalmente abierta", destaca Jabaudon.

Referencia bibliográfica:

L. Telley, S. Govindan, J. Prados, I. Stevant, S. Nef, E. Dermitzakis, A. Dayer, D. Jabaudon: Sequential transcriptional waves direct the differentiation of newborn neurons in the mouse neocortex. Science (2016). DOI: 10.1126/science.aad8361.


Lunes, 7 de Marzo 2016
EurekAlert!/T21
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