MADRID 16 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Pierre Vanderhaeghen del VIB-KU Leuven (Bélgica), junto con científicos de la Universidad de Columbia (Estados Unidos) y la Escuela Normal Superior, ha descubierto un vínculo entre dos genes, presentes solo en el ADN humano, y un gen clave llamado SYNGAP1, que está mutado en la discapacidad intelectual y los trastornos del espectro autista.
El desarrollo notablemente prolongado del cerebro humano es único entre los mamíferos y se cree que contribuye a nuestras capacidades avanzadas de aprendizaje. Las interrupciones en este proceso pueden explicar ciertas enfermedades del desarrollo neurológico. Su estudio, publicado en 'Neuron', proporciona un vínculo sorprendentemente directo entre la evolución del cerebro humano y los trastornos del desarrollo neurológico.
El cerebro humano se distingue de los mamíferos por su desarrollo notablemente prolongado. Las sinapsis (conexiones fundamentales entre las neuronas de la corteza cerebral, el principal centro cognoscitivo del cerebro) tardan años en madurar en los humanos, en comparación con los meses que tardan en madurar en especies como los macacos o los ratones.
Se cree que este desarrollo prolongado, también conocido como neotenia, es fundamental para las capacidades cognitivas y de aprendizaje avanzadas de los humanos. Por otro lado, se ha planteado la hipótesis de que las alteraciones de la neotenia cerebral podrían estar relacionadas con trastornos del desarrollo neurológico, como la discapacidad intelectual y el trastorno del espectro autista.
El laboratorio de Pierre Vanderhaeghen en el Centro de Investigación del Cerebro y las Enfermedades VIB-KU Leuven ya había descubierto que el desarrollo prolongado de la corteza cerebral humana se debe principalmente a mecanismos moleculares específicos de los humanos en las neuronas. El siguiente paso era investigar estos cronómetros moleculares en las neuronas humanas. Así, en su último estudio, el equipo ha comprobado la participación de dos genes, SRGAP2B y SRGAP2C, exclusivos de los humanos.
Identificados por primera vez por Cécile Charrier en el laboratorio del profesor Franck Polleux (Universidad de Columbia, EEUU), estos genes ralentizan el desarrollo de las sinapsis cuando se introducen artificialmente en neuronas de la corteza cerebral de ratones. La cuestión de si estos genes funcionan de la misma manera en las neuronas humanas sigue sin respuesta.
Para abordar este problema, Baptiste Libé-Philippot, investigador postdoctoral en el laboratorio de Vanderhaeghen, desactivó SRGA2B y SRGAP2C en neuronas humanas, las trasplantó a cerebros de ratones y monitoreó cuidadosamente el desarrollo de las sinapsis durante un período de 18 meses. "Hemos descubierto que cuando se desactivan estos genes en las neuronas humanas, el desarrollo sináptico se acelera a niveles notables. A los 18 meses, las sinapsis son comparables a las que esperaríamos ver en niños de entre cinco y diez años. Esto refleja el desarrollo acelerado de las sinapsis que se observa en ciertas formas de trastorno del espectro autista", señala Libé-Philippot.
El equipo investigó luego los mecanismos genéticos subyacentes que se encuentran detrás de los efectos pronunciados de SRGAP2B y SRGAP2C en la neotenia neuronal humana. Se centraron en el gen SYNGAP1, un gen patológico importante que se sabe que está involucrado en la discapacidad intelectual y el trastorno del espectro autista. Sorprendentemente, descubrieron que los genes SRGAP2 y SYNGAP1 actúan juntos para controlar la velocidad del desarrollo de las sinapsis humanas.
Lo más sorprendente es que descubrieron que SRGAP2B y SRGAP2C aumentan los niveles del gen SYNGAP1 e incluso pueden revertir algunos defectos en las neuronas que carecen de SYNGAP1. Este hallazgo aumenta nuestra comprensión de cómo las moléculas específicas de los humanos influyen en las vías de las enfermedades del desarrollo neurológico, lo que arroja luz sobre por qué estos trastornos son más frecuentes en nuestra especie.
"Este trabajo nos proporciona una imagen más clara de los mecanismos moleculares que determinan el lento desarrollo de las sinapsis humanas. Es sorprendente descubrir que los mismos genes que intervienen en la evolución del cerebro humano también tienen el potencial de modificar la expresión de enfermedades cerebrales específicas", explica el profesor Pierre Vanderhaeghen.
"Esto podría tener una importante relevancia clínica: se necesitan más investigaciones para comprender cómo los mecanismos específicos del desarrollo cerebral humano afectan al aprendizaje y a otros comportamientos y cómo su desregulación puede conducir a trastornos cerebrales. Resulta concebible que algunos productos genéticos específicos del ser humano puedan convertirse en dianas farmacológicas innovadoras", concluye.
