08.04.2019

La expansión de la corteza cerebral en los mamíferos, principalmente primates, se ha relacionado con la ampliación de la zona subventricular y el aumento de la capacidad proliferativa de un tipo de células madre llamadas progenitoras o progenitores basales. Se sabe que el factor de transcripción del gen Pax6 está altamente expresado en las células madres progenitoras basales de los primates pero no, por ejemplo, en otros mamíferos como los ratones. En este artículo, continuación del de la semana pasada, os explicaré cómo el mantener la expresión de Pax6 de forma selectiva en la glía radial apical del gen BP en el neocortex de ratón embrionario es suficiente para inducir el comportamiento de este tipo de células necesarias en la expansión cortical, así como apareció en los primates.

Creemos que esta expansión en ciertos mamíferos es, principalmente, la consecuencia de la creciente capacidad proliferativa de las células madre y progenitoras corticales durante el neurodesarrollo de la mayoría de las especies. Estudios recientes se han centrado progresivamente en las diferencias entre éstas con respecto al tipo, la abundancia y los modos de división de las células progenitoras y del tallo cortical que, se cree, contribuyen también a la variedad de formas y tamaños del neocortex presente en los mamíferos. Las progenitoras basales comprenden la glía radial basal (también llamada glía radial externa) y los progenitores intermedios basales. Este tipo de célula suele sufrir mitosis en la zona subventricular y pueden desarrollar, en principio, divisiones neurogénicas (es decir, productoras de neuronas) o proliferativas (esto es, autoamplificantes), aunque con profundas diferencias entre especies.

La glía radial basal desempeñó un papel importante durante la evolución en la expansión del neocórtex, la parte del cerebro asociada con funciones cognitivas superiores como el pensamiento consciente y el lenguaje. En el neocórtex, la expresión del factor de transcripción Pax6 en los progenitores basales es baja en roedores pero alta en primates, incluidos los humanos. En la zona subventricular de ratones y ratas, las progenitoras intermedias basales neurogénicas constituyen la gran mayoría de las progenitoras basales (> 80%), mientras que las proliferativas existen solo en pequeñas proporciones. Por el contrario, en los mamíferos que exhiben una mayor abundancia de progenitoras basales y una zona subventricular agrandada, como se caracteriza en detalle en especies como los macacos y humanos las progenitoras intermedias son, en su mayoría, proliferativas y la glía radial basal constituye al menos la mitad de las progenitoras basales, experimentando además divisiones proliferativas en vez de neurogénicas. 

Esta expresión, a nivel evolutivo, modificó la orientación del plano de escisión de la glía radial apical para promover la generación de las glías basales, aumentó la reentrada de progenitoras basales en el ciclo celular y, en última instancia, aumentó la producción de neuronas de las capas superiores de la corteza. Esto también se incrementó en embriones de ratones transgénicos con expresión sostenida del gen Pax6 de linaje neurogénico. Sorprendentemente, el aumento de las apicales no solo se produjo en la zona subventricular, sino también en la zona intermedia del neocórtex de estos embriones, básicamente lo que diferencia a los primates del resto de mamíferos en cuanto neurogénesis cortical. En embriones de ratón que carecen de Pax6 funcional, se redujo la proporción de glías basales entre las células madre basales y podría ser un aspecto clave de la ampliación de la zona subventricular y, en consecuencia, la expansión evolutiva de la corteza cerebral de los primates.

[Primera parte]

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Referencia:

Wong et al (2015). Sustained Pax6 Expression Generates Primate-like Basal Radial Glia in Developing Mouse Neocortex. PLoS biology, 13(8). doi: 10.1371/journal.pbio.1002217