Eduardo Fernández Ortuño

Categoría: Ciencia

La vida se presenta en una bella infinitud de formas con todo tipo de variaciones inimaginables. No solamente me refiero a la variedad de especies, desde una gigantesca ballena hasta un imperceptible ácaro, sino también a las variedad de formas que componen sus cuerpos, a sus estructuras, u órganos, desde los ojos de un águila hasta los de una libélula. Esta variedad de formas ha surgido a lo largo de la evolución, y éstas ejercen funciones específicas y complejas. Además, estas formas adquieren existencia durante el desarrollo embrionario, es decir, cuando se construyen. Y es este uno de los aspectos de mayor fascinación de la vida: cómo, a partir de una célula, se generan todas las estructuras extremadamente complejas que componen un cuerpo. Este fenómeno natural, biológico, me resulta extraordinariamente bello.

Una de las formas que ha alcanzado un mayor nivel de complejidad tanto en estructura como en función es el cerebro. En el caso de los mamíferos, su capa más externa, la corteza, se expandió mucho más que en otros vertebrados, convirtiéndose en el mayor componente del cerebro. Así, a la corteza cerebral de los mamíferos la llamamos neocórtex. Esta es la sede de nuestras capacidades cognitivas, y está compuesta por una infinitud de neuronas que establecen entre sí una infinitud muchísimo mayor de conexiones. ¿Cómo se construye esta estructura tan compleja durante el desarrollo? ¿Cómo se modificó durante la evolución la forma de construirla, permitiendo su expansión?

A estas preguntas nos enfrentamos en el laboratorio del Dr. Víctor Borrell en el Instituto de Neurociencias de Alicante ¿Cómo? Nosotros adoptamos un enfoque comparativo. Para entender por qué algunas especies tienen una corteza cerebral con un tamaño masivo, como el humano, comparamos su desarrollo con el de especies con cortezas más pequeñas. Esto es porque, si una estructura es distinta a otra, es porque se construye de forma diferente. En el caso del desarrollo cerebral, los distintos modos de construcción (o desarrollo) son debidos a las diferencias en el comportamiento de los progenitores neuronales, de manera que especies con cortezas más grandes tienen progenitores capaces de generar más neuronas que especies con cortezas más pequeñas. A su vez, las distintas propiedades de los progenitores neuronales dependen de qué genes tengan activos, es decir, de las diferencias en el programa genético de desarrollo de la corteza (1). Éstas han surgido a lo largo de la evolución.

Durante mi máster tuve la oportunidad de investigar un ejemplo en el grupo de Wieland Huttner en el instituto Max Planck de Biología Celular y Molecular y Genética: de forma exclusiva en el linaje humano, apareció un gen, ARHGAP11B, que se expresa durante el desarrollo cerebral en los progenitores, y ha sido probado su papel para aumentar la capacidad de estos de generar neuronas. En concreto, yo contribuí a demostrar que este gen favoreció la expansión de la corteza cerebral de los humanos respecto a otros simios (2), siendo el artículo portada de la revista.

En el caso de mi tesis doctoral, comparo el desarrollo de la corteza cerebral de un mamífero con un neocórtex de gran tamaño (el hurón) y el de un mamífero con un neocórtex más pequeño (ratón), con el de un reptil (serpiente) y un ave (pollo). En estas dos especies, el tamaño de la corteza es mucho menor y su estructura menos compleja. Así, con el proyecto, intentamos comprender qué mecanismos evolutivos cambiaron el desarrollo de la corteza en mamíferos, dando lugar a la formación del neocórtex y a su masiva expansión, hitos clave en el surgimiento del cerebro humano.

El importe del premio contribuirá a que pueda seguir participando en este fascinante proyecto durante mayor tiempo, o a financiar mi estancia en un laboratorio colaborador de Alemania.

1. Espinós A, Fernández-Ortuño E, Negri E, Borrell V. Evolution of genetic mechanisms regulating cortical neurogenesis [Internet]. Vol. 82, Developmental Neurobiology. 2022. p. 428–53. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiRwtmJ6pH6AhXNyaQKHXHyB78QFnoECA0QAQ&url=https%3A%2F%2Fonlinelibrary.wiley.com%2Fdoi%2Fabs%2F10.1002%2Fdneu.22891&usg=AOvVaw0wLDgGe8tyExyo4UTGnth3
2. Fernández Ortuño E, Heide M, Namba T, Fischer J, Marsoner F, Peters J, et al. Human-specific ARHGAP11B ensures human-like basal progenitor levels in hominid cerebral organoids. EMBO Rep [Internet]. 2022 Sep 13;1–55. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.15252/embr.202254728

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