El estudio ha sido publicado en la revista PNAS y aporta nuevos datos sobre el papel de la proteína Reelina en la formación de la corteza cerebral, la parte más evolucionada del cerebro
Un grupo de investigación del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández, ha descubierto que la Reelina, proteína que se encuentra principalmente en el cerebro y la médula espinal, juega un papel esencial en el proceso de migración neuronal y en la formación de capas de la corteza cerebral (corticogénesis). Para ello, el personal científico ha empleado dos tipos de ratones modificados genéticamente que inactivan selectivamente el gen de la Reelina en las neuronas pioneras de Cajal-Retzius o en las interneuronas GABAérgicas corticales de aparición más tardía.
En el estudio, que se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), han participado Víctor Borrell y Adrián Cárdenas, director y miembro del grupo de Neurogénesis y expansión cortical del instituto, respectivamente, que han contribuido al proyecto liderado por Eduardo Soriano, de la Universitat de Barcelona.
La Reelina es una proteína que se encuentra principalmente en el cerebro y la médula espinal. Es crucial para la regulación de los procesos de migración neuronal y posicionamiento de las neuronas en la capa que les corresponde durante el desarrollo embrionario del cerebro, en particular de la corteza cerebral donde forman seis capas.
La Reelina es producida por dos poblaciones de neuronas: por una parte, las neuronas de Cajal-Retzius, unas células transitorias presentes exclusivamente durante el desarrollo del cerebro y que constituyen la principal fuente de Reelina en la neocorteza y el hipocampo durante el desarrollo prenatal. Y, por otra parte, las interneuronas GABAérgicas, de aparición más tardía, que complementan a las células de Cajal-Retzius en la producción de Reelina.
La mayoría de las neuronas nacen lejos del lugar que será finalmente su destino, y por ello deben desplazarse largas distancias en un proceso denominado migración, para alcanzar el lugar que les corresponde. La Reelina tiene un papel indispensable en la regulación de estos procesos de migración y posicionamiento de las neuronas.
Además de este importante papel en el desarrollo temprano, en el cerebro adulto la Reelina modula la plasticidad sináptica y mejora la inducción y el mantenimiento de la potenciación a largo plazo, un proceso esencial en la formación de la memoria.
Este nuevo estudio destaca el importante papel de la Reelina derivada de las interneuronas GABAérgicas en el desarrollo temprano del cerebro, particularmente en la migración neuronal tardía. Los autores observaron déficits migratorios transitorios, lo que indica que la Reelina expresada por cualquiera de estas dos poblaciones neuronales, tanto células de Cajal-Retzius como interneuronas GABAérgicas, es suficiente para revertir y compensar algunos defectos de laminación, organización esencial para el correcto funcionamiento de la corteza cerebral.
Migración anómala
La migración neuronal anormal es común entre muchos trastornos del neurodesarrollo y neuropsiquiátricos relacionados con el deterioro cognitivo. Estudios recientes han implicado a la Reelina en la patogénesis de enfermedades del desarrollo neurológico, neuropsiquiátricas y neurodegenerativas, especialmente en la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia, el trastorno bipolar, el trastorno del espectro autista y la epilepsia, en etapas en las que la Reelina se expresa principalmente en las neuronas GABAérgicas.
A pesar de ello, todavía se desconoce en gran medida la contribución de la Reelina expresada por las interneuronas GABAérgicas en el desarrollo cortical y, en consecuencia, el papel de la Reelina derivada de las células de Cajal Retzius podría estar sobredimensionado.
Por eso, este estudio se planteó como objetivo identificar la contribución específica de la Reelina expresada por cada una de estas dos poblaciones celulares -Cajal-Retzius y GABAérgicas- en la migración neuronal y la formación de la corteza cerebral.
La expresión de Reelina es notable en las células de Cajal-Retzius durante las etapas tempranas, pero estas neuronas pioneras desaparecen por muerte celular en etapas posteriores, paralelamente al aumento de la expresión de Reelina en las células GABAérgicas localizadas en las capas corticales. Esta producción de Reelina en las interneuronas persiste en la edad adulta.
Este patrón de desarrollo ha llevado a suponer que mientras la Reelina derivada de las células Cajal-Retzius es esencial para la migración neuronal, la producida por las interneuronas es importante para la plasticidad neuronal adulta, además de estar implicada en los mecanismos patológicos de las enfermedades cerebrales.
Sin embargo, este estudio concluye que tanto la Reelina expresada por las células Cajal-Retzius como la de las neuronas GABAérgicas cooperan para orquestar la migración neuronal y la corticogénesis.
Referencia:
Alba Vílchez-Acosta, Yasmina Manso, Adrián Cárdenas, Alba Elias-Tersa, Magdalena Martínez-Losa, Marta Pascual, Manuel Álvarez-Dolado, Angus C. Nairn, Víctor Borrell, Eduardo Soriano. Specific contribution of Reelin expressed by Cajal–Retzius cells or GABAergic interneurons to cortical lamination. Proceedings of the National Academy of Sciences. September 6, 2022. https://doi.org/10.1073/pnas.2120079119.
Imagen microscópica del trabajo desarrollado por el equipo del Instituto de Neurociencias en el que han empleado dos tipos de ratones modificados genéticamente que inactivan selectivamente el gen de la Reelina en las neuronas pioneras de Cajal-Retzius o en las interneuronas GABAérgicas corticales de aparición más tardía, respectivamente.
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