Insertan un fragmento de ADN humano en ratones y les crece el cerebro

Un equipo de genetistas introdujo un fragmento de código genético humano en ratones. En respuesta, estos roedores desarrollaron cerebros más grandes de lo que normalmente su especie permite. El objetivo del experimento es explorar las causas genéticas que determinan el tamaño actual del órgano central de procesamiento de los seres humanos.

Los investigadores incorporaron un tramo de ADN (HARE5) reconocido por su papel como regulador de la expresión de otros genes durante la etapa embrionaria. En los humanos, HARE5 potencia la acción del receptor de señalización WNT, fundamental en el desarrollo cerebral, ya que regula la proliferación y diferenciación de las células neuronales. Una metáfora para entender el papel de HARE5 es si lo imaginas como anotaciones en el plan de construcción de un edificio que permiten optimizar tiempo, material y mano de obra.

Los ratones (Mus musculus) que recibieron las instrucciones genéticas humanas desarrollaron una capa externa del cerebro (neocórtex) más amplía en comparación con aquellos sin la intervención. De acuerdo con el estudio publicado en Nature, el aumento en la producción de células neuronales condujo a un aumento del 6.5% de la masa cerebral.

Con cerebros más grandes, los ratones mostraron cambios en el procesamiento de información. Los científicos que midieron en vivo la actividad neuronal detectaron que había cambios en la conectividad cortical. Había zonas del cerebro que se volvieron más independientes, lo que sugiere que las regiones se especializaron. Sin embargo, no es claro si los cambios se tradujeron en mejoras de cognición o memoria.

“Estos hallazgos ilustran cómo pequeños cambios en el ADN regulador pueden afectar directamente las vías de señalización críticas para modular el desarrollo cerebral. Nuestro estudio descubrió nuevas funciones de los HAR [regiones humanas aceleradas] como elementos reguladores clave cruciales para la expansión y complejidad de la corteza cerebral humana”, escriben los autores.

El enigma del tamaño del cerebro humano

El ser humano no tiene el cerebro más grande del reino animal, pero sí parece ser el más complejo y con características inusuales, incluso dentro del grupo de los primates. Algunos neurocientíficos estiman que, desde que la especie se separó de los chimpancés, el órgano ha triplicado su tamaño. Además, hay investigaciones que señalan que el ser humano es la excepción en un teórico techo evolutivo que limita el crecimiento de los cerebros.

Este crecimiento sostenido se extiende hasta nuestros días. Reportes de la Universidad de California han encontrado que, en el último siglo, el órgano central ha crecido un 6.6%. No está claro si la extensión del cerebro obedece a un propósito de defensa contra enfermedades neurodegenerativas o si está respondiendo a otros estímulos.

Los genetistas han trabajado en esta cuestión por décadas, y recientemente descubrieron una buena pista. Las regiones aceleradas humanas (HAR) son segmentos de ADN que han experimentado una evolución muy rápida en el linaje humano, en comparación a otros vertebrados. Se han identificado miles de HAR y muchas de ellas son reguladoras del genoma.

HARE5 se vincula directamente con el crecimiento del cerebro. Estudios previos lo asociaron con el desarrollo de células neuronales. En este último experimento con ratones, confirmaron su papel en el crecimiento del neocórtex.