La glía radial humana responde a la glucosa y al tálamo

En UCLA, Claudia Nguyen y sus colegas fusionaron organoides talámicos y corticales derivados de células madre —modelos cerebrales cultivados en laboratorio— para crear assembloids y después examinar cómo se comunicaban los tejidos. En esos modelos, las proyecciones talámicas establecieron un contacto físico directo con la glía radial, las células madre que construyen buena parte de la corteza en desarrollo. El contacto impulsó a las células a producir más neuronas excitadoras, especialmente las neuronas de las capas superiores, que son las que más se han expandido en el cerebro humano. Un estudio paralelo de los laboratorios de Aparna Bhaduri y Heather Christofk identificó un segundo sistema de instrucciones: el metabolismo.

Antes del nacimiento, la glía radial toma miles de millones de decisiones sobre qué células cerebrales crear y cuándo. Genera muchas de las neuronas y células de soporte de la corteza cerebral, la región asociada con el pensamiento, la memoria y el lenguaje. Su importancia también la convierte en objeto de interés para los trastornos del neurodesarrollo y neuropsiquiátricos, así como para el cáncer, porque las células que se parecen a la glía radial pueden reaparecer en tumores cerebrales después de desaparecer en gran medida antes del nacimiento.

El estudio publicado en Cell, dirigido por los coautores principales Jessenya Mil y Jose Soto, utilizó tejido humano donado y organoides cerebrales derivados de células madre para cartografiar el metabolismo en la corteza en desarrollo. Los investigadores descubrieron que la glía radial depende en gran medida de la vía de las pentosas fosfato, un proceso que utiliza glucosa para generar componentes básicos destinados a las células que se dividen rápidamente. Cuando se redujo la disponibilidad de glucosa o se alteró la vía, las células madre cambiaron su producción y generaron más neuronas inhibidoras y otros tipos celulares de aparición más tardía. El resultado sitúa el metabolismo dentro del proceso de toma de decisiones, en lugar de considerarlo una actividad de fondo.

El estudio de Science, dirigido por Claudia Nguyen, abordó por qué las proyecciones talámicas llegan a la corteza antes de formar sus conexiones finales con neuronas específicas. Los assembloids humanos mostraron que las primeras proyecciones se conectan directamente con la glía radial. El equipo vinculó ese contacto con NRXN1, un gen conocido por ayudar a las neuronas a formar conexiones; las mutaciones en el gen se han relacionado anteriormente con el trastorno del espectro autista. En los assembloids creados a partir de células derivadas de pacientes portadores de una mutación en NRXN1, las señales talámicas se comportaron de forma distinta y modificaron el equilibrio entre la glía radial y las neuronas que producía. El equipo afirmó que ese contacto físico probablemente no existe en los roedores.

En términos concretos, el trabajo proporciona a los investigadores dos nuevas palancas para comprobar cómo se desarrolla la corteza humana: cambiar las vías de procesamiento de nutrientes y modificar las primeras señales procedentes de otra región cerebral. El atlas metabólico podría ayudar a investigar cómo la nutrición materna y los trastornos metabólicos influyen en el desarrollo, mientras que los assembloids ofrecen una forma de examinar cómo la alteración de las señales puede afectar a la corteza. La evidencia sigue siendo de laboratorio —procedente de tejido donado, organoides y assembloids—, no una intervención clínica ni un resultado observado en un paciente vivo.