Un gen ens va fer llestos

La ciència descobreix el mecanisme cel·lular que explica el creixement experimentat pel cervell al llarg de l’evolució

L’evolució va fer que el cervell humà augmentés de mida respecte el dels seus antecessors per un mecanisme fins ara desconegut. Gràcies a l’estudi al laboratori d’organoides cerebrals s’ha pogut trobar que la clau del misteri està en el llarg temps de transformació de les cèl·lules que donen lloc a les neurones. Que aquest pas sigui més llarg permet que sorgeixin més cèl·lules progenitores i, per tant, més neurones en un futur.

Patrons d’expressió genètica específics en humans, en comparació amb altres grans simis, estan darrere del fenomen. La investigació veu la llum dimecres a la revista Cell. El gros i complex cervell humà és una de les característiques més distintives de la nostra espècie. De tots els primats, som el que ha aconseguit un òrgan de més mida. Tant és així que el nostre cervell triplica el d’un goril·la o un ximpanzé, els nostres parents més propers.

S’ha intentat entendre la causa d’aquesta ràpida expansió evolutiva a partir d’estudis comparatius amb animals com ratolins o macacos. Però la investigació s’enfrontava al gran problema d’abordar les etapes més primerenques del desenvolupament cerebral, fins i tot abans de la formació de les primeres neurones, els períodes en què se sospitava que hi havia la clau de la mida més gran del cervell humà. “La hipòtesi en què tothom pensava era que hi hauria d’haver algun mecanisme que augmentés la proliferació de les cèl·lules progenitores abans de crear neurones”, explica la primera autora de l’estudi, Silvia Benito Kwiecinski, del laboratori de biologia molecular del consell d’investigació mèdica del Regne Unit.

L’equip que ha protagonitzat la nova investigació, dirigit per la biòloga Madeline Lancaster, tenia un roc a la faixa per superar les dificultats: els organoides cerebrals. Lancaster va formar part de l’equip que va crear els primers minicervells conreats al laboratori el 2013.

Els organoides cerebrals suposen les rèpliques del cervell més realistes que tenim fins ara. Com que tenen la capacitat d’autoorganitzar les seves cèl·lules –neurones i cèl·lules glials–, proveeixen els investigadors d’una eina molt útil per observar com es desenvolupa aquest òrgan.

El grup de Lancaster va fer servir minicervells derivats de cèl·lules humanes, de goril·les i de ximpanzés per estudiar què passava abans que apareguessin les neurones i quines diferències presentaven els tres models entre si. Segons explica Benito, la seva feina es va centrar a observar el comportament de les cèl·lules progenitores de neurones molt aviat en el desenvolupament embrionari, unes quatre setmanes després de la concepció.

Hi va haver un procés en concret que els va cridar l’atenció: la transformació de les anomenades cèl·lules neuroepitelials en cèl·lules glials radials. Entre les dues progenitores es produïa un procés de transició amb cèl·lules intermèdies. “El que se sabia gràcies a estudis amb ratolins era que aquest canvi entre neuroepitelials i glials era un procés que passava molt de pressa. No s’havia vist mai si hi havia una cosa intermèdia. Nosaltres hem vist per primera vegada que hi ha un altre procés que tenia lloc als cervells dels simis”, explica la investigadora.

En el cas dels organoides humans, aquest període de transició tardava més a començar i anava lligat a cicles cel·lulars més curts en les cèl·lules neuroepitelials. És

El llarg temps de transformació de les cèl·lules que donen lloc a les neurones permet cervells més grossos

25