El establecimiento de organoides cerebrales como modelos de evolución del cerebro específico humano

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología del desarrollo
• Biología evolutiva

Sus antecedentes:

• La comparación directa de cerebros de primates humanos y no humanos es crucial para comprender las especializaciones del cerebro humano.
• El tejido cerebral del chimpancé no está disponible durante las etapas críticas de desarrollo neocortical, lo que dificulta la investigación de las diferencias tempranas en el tamaño del cerebro.

Objetivo del estudio:

• Identificar las características moleculares específicas del desarrollo cortical.
• Establecer una plataforma para analizar los cambios moleculares que contribuyen a la evolución del cerebro humano.

Principales métodos:

• Organoides cerebrales generados por células madre pluripotentes de chimpancés.
• Comparación de la expresión génica en organoides humanos y chimpancés, y en la corteza del macaco.
• Se analizó la activación de la vía de señalización PI3K-AKT-mTOR en la glia radial humana.

Principales resultados:

• Los modelos organoides preservaron las redes reguladoras de genes clave a pesar de las diferencias metabólicas.
• Identificó 261 genes expresados diferencialmente en organoides humanos versus chimpancés y corteza de macaco, enriquecidos para duplicaciones genéticas recientes.
• Se observó un aumento de la activación de la vía PI3K-AKT-mTOR en la glia radial humana, dependiente de los receptores INSR e ITGB8 específicos para el hombre.

Conclusiones:

• Los organoides cerebrales humanos proporcionan un modelo viable para estudiar el desarrollo específico del cerebro humano.
• Las duplicaciones genéticas recientes y la vía PI3K-AKT-mTOR, reguladas por INSR e ITGB8, están implicadas en la evolución cortical humana.