Descubren en la LMU que las proteínas del citoesqueleto influyen en el desarrollo cerebral desde el núcleo celular

Un equipo de investigadores liderado por la profesora Magdalena Götz, del Centro Biomédico de la LMU, ha revelado que en las células madre neuronales, las proteínas del citoesqueleto también se encuentran en el núcleo celular, donde pueden influir en los programas de desarrollo. Este hallazgo sugiere que la comprensión tradicional de la función de estas proteínas podría ser demasiado simplista.

Durante el desarrollo cerebral, las células madre neuronales se especializan gradualmente en neuronas. No solo es crucial qué tipos celulares se forman, sino también cuándo surgen y cómo se posicionan en el tejido en desarrollo, como ocurre en la corteza cerebral. Investigaciones previas han abordado estos procesos desde dos niveles separados: el citoesqueleto, que proporciona estructura y movimiento a la célula, y el núcleo, donde se regulan los programas genéticos.

Sin embargo, el equipo de Götz ha encontrado que esta separación es insuficiente. En los núcleos de las células madre neuronales estudiadas, identificaron una notable cantidad de proteínas del citoesqueleto, incluyendo MAP1B, cuya mutación está asociada a trastornos del desarrollo cerebral. Florencia Merino, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el laboratorio de Götz, expresó su sorpresa no solo por encontrar proteínas individuales del citoesqueleto en el núcleo, sino por la cantidad significativa hallada.

MAP1B: Un papel dual en el desarrollo celular

La investigación comenzó con un análisis exhaustivo de las proteínas presentes en las células madre neuronales. Los científicos examinaron tanto los núcleos como el citoplasma por separado, utilizando células del cerebro embrionario de ratón y células madre humanas generadas a partir de células somáticas reprogramadas. Al centrarse en MAP1B, descubrieron que este proteína desempeña funciones opuestas dependiendo de su ubicación: mientras que favorece la diferenciación celular en el citoplasma, ayuda a mantener el estado de célula madre neuronal dentro del núcleo.

"La función de MAP1B claramente depende del compartimento celular donde actúa", afirmó Götz. "En cada uno de ellos, MAP1B interactúa con diferentes complejos proteicos e influye en distintos programas de desarrollo". Este descubrimiento cambia la perspectiva sobre la heterotopía periventricular, un trastorno donde algunas neuronas no migran adecuadamente durante su desarrollo. Hasta ahora se pensaba que esto era resultado de un impedimento migratorio; sin embargo, los nuevos hallazgos sugieren que la disfunción puede comenzar antes, afectando a las propias células madre neuronales.

Investigaciones futuras sobre trastornos del desarrollo

Para profundizar más sobre esta relación con los trastornos neurológicos, los investigadores también utilizaron modelos celulares humanos. Crearon organoides cerebrales tridimensionales portadores de mutaciones conocidas en MAP1B asociadas a la heterotopía periventricular. Estos modelos mostraron acumulación anormal de MAP1B en sus núcleos y presentaron neuronas ubicadas incorrectamente durante su desarrollo normal.

El estudio indica que esta acumulación excesiva contribuye al mal desarrollo neuronal. Además, se encontró que MAP1B interactúa con un complejo proteico denominado BAF, que regula qué regiones del ADN son accesibles para ser leídas. Las mutaciones alteran esta interacción y afectan la expresión génica relacionada con el estado y movimiento celular.

"Nuestras conclusiones abren una nueva perspectiva sobre el papel del citoesqueleto más allá de MAP1B", concluyó Götz. "Sugerimos que estas proteínas no solo influyen en la forma y movimiento celular sino también regulan programas desarrollacionales dentro del núcleo". El equipo planea investigar si otras proteínas asociadas al citoesqueleto tienen funciones similares y cómo estos mecanismos podrían estar presentes en otros tipos celulares y procesos desarrollamentales.

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