Cercetătorii au descoperit că creierul mamiferelor se formează din două sisteme celulare distincte. Studiul, publicat în revista Nature Neuroscience, sugerează origini diferite pentru regiunile anterioare și posterioare ale creierului.
Cuprins:
Creierul uman nu este atât de unitar pe cât se credea, sugerează un studiu publicat în revista Nature Neuroscience.
Cercetătorii au descoperit că dezvoltarea creierului implică două grupuri de celule progenitoare distincte, care apar încă din primele etape ale embriogenezei.
Unul dintre aceste sisteme formează creierul anterior și mijlociu (prozencefalul și mezencefalul), iar celălalt este responsabil pentru dezvoltarea creierului posterior.
Studiul, realizat pe șoareci de laborator, a urmărit dezvoltarea creierului în timpul gastrulației, o etapă timpurie a formării embrionului.
Rezultatele arată că două tipuri de celule progenitoare, numite neuroectoderm (un strat de celule din embrion care dă naștere întregului sistem nervos) anterior și posterior, se diferențiază simultan.
Aceste constatări demonstrează că regiunile creierului nu derivă dintr-un singur grup de celule universale, ci au origini celulare distincte încă din fazele inițiale ale dezvoltării,
au concluzionat autorii.
Pentru a valida descoperirile, cercetătorii au folosit celule stem pluripotente umane, care pot forma diverse tipuri de țesuturi.
Aceste celule au fost direcționate pe două traiectorii diferite: unele au devenit caracteristice creierului anterior și mijlociu, iar altele creierului posterior.
„Este remarcabil că aceste celule și-au arătat diferențele moleculare chiar înainte de a se transforma în neuroni maturi”, notează studiul din Nature Neuroscience.
Un progres important a fost obținerea neuronilor motori din creierul posterior uman, o realizare dificilă până acum. Această tehnică ar putea facilita cercetările legate de boli ce afectează trunchiul cerebral.
Cele două grupuri de celule progenitoare folosesc programe genetice distincte. Celulele creierului anterior și mijlociu exprimă gena Otx2, în timp ce cele ale creierului posterior sunt caracterizate de activitatea genei Gbx2.
De asemenea, structura ADN-ului, cunoscută sub numele de peisaj cromatinian, diferă între aceste celule.
ScienceAlert subliniază că acest aspect ar putea explica eșecurile anterioare în cultivarea anumitor celule cerebrale în laborator.
Descoperirile au fost extinse la mai multe specii, inclusiv maimuțe, păsări, pești zebră și viermi acorn, indicând că această structură duală a creierului ar putea avea o vechime de peste 550 de milioane de ani.
Totuși, cercetătorii avertizează că nu există dovezi că aceste două sisteme au evoluat ca organe separate sau independente.
„Creierul modern al animalelor poate fi văzut ca un organ unitar, format din două linii celulare ancestrale. Întrebările despre modul în care aceste două sisteme s-au unit rămân deschise pentru cercetări viitoare”, au mai afirmat autorii.
Această descoperire redefinește înțelegerea noastră asupra dezvoltării și evoluției creierului, deschizând noi direcții pentru explorarea bolilor neurologice și a modului în care acestea pot fi tratate mai eficient.
Studiul din Nature a fost coordonat de Rayyan T. Jokhai și Carolyn E. Dundes, din cadrul Departamentului de Biologie a Dezvoltării de la Universitatea Stanford, SUA, cercetători la Institutul pentru Biologia Celulelor Stem și Medicină Regenerativă de la aceeași universitate americană.