Studiu: De ce creierul uman este atât de vulnerabil la mutațiile periculoase

Cauza acestei inechități între specii a fost identificată de neurobiologii de la Universitatea Catolică din Leuven și Institutul Flamand de Biotehnologie, împreună cu colegii lor, transmite cell.com.

ASPM este cel mai frecvent vinovat de microcefalia primară, o boală ereditară rară, în cadrul căreia copilul se naște cu un creier semnificativ mai mic decât norma. La șoarecii cu aceleași mutații, creierul se micșorează doar ușor, în timp ce la dihor, a cărui scoarță cerebrală se dezvoltă mai apropiată de modelul uman, inactivarea genei provoacă o formă severă a bolii. Mult timp a rămas un mister de ce oamenii sunt atât de vulnerabili.

Răspunsul a fost căutat în organoidele scoarței cerebrale — copii miniaturale în creștere ale organului, cultivate din celulele stem ale pacienților și din versiuni corectate genetic ale acelorași celule. În organoidele sănătoase, celulele stem timpurii se divid cu fusul mitotic poziționat orizontal — aparatul care separă cromozomii spre polii celulei aflate în diviziune (în ziua a 35-a, peste 95% dintre celule se divid astfel), și abia în timp încep să îl rotească. La celulele precursoare mutante, fusul își pierdea orientarea chiar de la început, iar acestea părăseau prematur nișa lor de lângă peretele ventriculului cerebral.

Aceste celule migratoare semănau la exterior cu glia radială externă — principalii arhitecți ai scoarței umane, care se înmulțesc mai intens decât celelalte celule stem și asigură speciei noastre o suprafață cerebrală mai mare. Totuși, ele nu deveneau constructori deplini: genele care susțin înmulțirea și viața acestor celule (printre ele PTPRZ1, LIFR și SLC1A3) funcționau la jumătate din capacitate, iar celulele stem rămase la locul lor se epuizau și mureau mai des. Înclinarea forțată a fusului în organoidele sănătoase a reprodus întreaga imagine, confirmând legătura dintre cauze și efecte.

La rozătoare, glia radială externă aproape că lipsește, de aceea dereglările în calendarul apariției sale aproape că nu se reflectă asupra dimensiunii creierului. La om, aceste celule sunt motorul neocortexului, astfel încât orice întârziere se transformă în microcefalie. Achiziția evolutivă care a mărit creierul l-a făcut totodată o țintă: potrivit autorilor, aceeași logică explică și sensibilitatea oamenilor la alte boli ale dezvoltării creierului. Totuși, deocamdată toate concluziile au fost obținute pe organoide — ele urmează să fie verificate pe țesuturile creierului în dezvoltare.