Investigadores hacen crecer ‘minicerebros’ de Neandertales para entender nuestra evolución

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El laboratorio de Alysson Muotri desarrolló estos organoides cerebrales a partir de células madre humanas que tenían un gen de desarrollo editado en la versión que una vez poseyeron los neandertales. J. COHEN / CIENCIA

Expertos norteamericanos están diseñando células madre para incluir genes de neandertales y hacerlos crecer en “minicerebros” que reflejan la influencia de DNA antiguo. El trabajo no ha sido publicado aún, pero una de sus autoras compartió el trabajo en la Universidad de California, San Diego.

Entender cómo evolucionó el órgano que nos hace quienes somos es una tarea muy complicada. Y para lograrlo, uno de los pasos a seguir es observar el cerebro de las especies que nos precedieron. Hasta ahora, los investigadores abocados a entender el cerebro neandertal y cómo este difería del nuestro tuvieron que estudiar, literalmente, a un vacío. Lo mejor que se pudo hacer para comprender la neurología de nuestros misteriosos parientes (ya extintos) vino de analizar la forma y volumen de los espacios dentro de sus fosilizados cráneos.

En la más reciente investigación, una mixtura de tres campos poderosísimos de la ciencia (el ADN antiguo, la técnica de edición genética CRISPR, y los organoides u órganos en miniatura in vitro) ofrece una opción nueva y provocativa (aunque todavía preliminar) de alcanzar la ansiada comprensión (y claro está, el aprovechamiento del conocimiento para crear explorando nuevos umbrales). Un equipo de investigadores está diseñando células madre para incluir genes de neandertales y hacerlos crecer en “minicerebros” que reflejan la influencia de DNA antiguo. ScienceMag.org da cuenta del trabajo.
El equipo de Alysoon Muotri (izquierda) ha logrado que células madre dotadas de ADN neandertal imiten la corteza (la capa externa del cerebros reales). En comparación a los minicerebros corticales hechos con células humanas típicas, los organoides neandertales tienen una forma diferente de redes neurales, incluyendo algunas que pueden haber influido en la habilidad de la especie de socializar. “Intentamos recrear las mentes de los neandertales”.
Muotri se enfocó en uno de 200 genes codificadores de proteínas que difieren entre neandertales y humanos modernos. Específicamente hablamos en el NOVA1, que juega un rol en el desarrollo temprano del cerebro en humanos modernos, también relacionado al autismo y la esquizofrenia. Al controlar este el empalme de ARN de otros genes, posiblemente ayuda a producir más de 100 proteínas nuevas en neandertales. Convenientemente, solo un par de bases de ADN difieren entre un gen neandertal y el de un humano moderno.

Muotri y sus colaboradores empezaron con células cutáneas de una persona neurotípica (es decir, alguien sin defectos genéticos debidos a desórdenes neurológicos) y manipularon su genoma para volverlas células madre pluripotentes. Usando CRISPR, el equipo luego apuntó a NOVA1 y la cambió por el par de bases neandertal para reemplazar el par de humano moderno. Para evitar ser despistado por un cambio fuera del objetivo de CRISPR al igual que errores genéticos que pueden ocurrir de producir células madre, el equipo secuenció las células resultantes y descartó cualquiera que haya tenido mutaciones indeseadas.

Neanderoides

Tomó varios meses hacer crecer las células madre contenedoras del ADN neandertal y volverlas organoides. El equipo las llamó “neanderoides”. Comparándolas con organoides humanos hechos bajo condiciones idénticas, los investigadores hallaron que las células neurales con el NOVA1 neandartalizado migran más rápidamente dentro de un organoide a medida que forman estructuras. Esto último aún no saben cómo interpretarlo.
Otro detalle es que los neanderoides tienen una forma de popcorn, mientras que sus pares de humanos modernos son esféricos. Las neuronas neanderoides hacen menos conexiones sinápticas, creando lo que se asemeja a una red neuronal anormal. Muchas de estas diferencias reflejan lo que Muotri halló estudiando casos de autismo, de acuerdo a la científica.

Robots con minicerebros

Muotri ha desarrollado organoides al punto en el que su equipo puede detectar señales eléctricas oscilando dentro de las bolas de tejido. Hoy, se encuentran intentando cablear los organoides a robots similares a cangrejos, esperando que estos organoides aprendan a controlar los movimientos de los robots. Y luego, la científica quiere enfrentarlos a robots conducidos por cerebros de neanderoides.
Un equipo de biólogos australianos acaba de descubrir la existencia de una nueva estructura de ADN nunca antes vista en las células vivas. Descrito como un "nudo retorcido" de ADN, el descubrimiento confirma que nuestro complejo código genético está diseñado con una simetría más intrincada que la estructura de doble hélice que todo el mundo conoce, y las formas en que estas variantes moleculares afectan cómo funciona nuestra biología.

Fuentes: elespectador.com | sciencemag.org | 24 de junio de 2018