Reconocimiento mutuo de neuronas

Autor: Varios Autores
Título: Función Cerebral
Editorial/Colec.: Libros de Investigación y Ciencia
Lugar/Fecha/Pág.: Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
Nota: ocr 1ª pág.
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RECONOCIMIENTO MUTUO ENTRE NEURONAS EMBRIONARIAS
Corey S. Goodman y Michael J. Bastiani
Febrero de 1985
Pág. 8.

[Presentación] Se buscan e interconectan con gran especificidad. En los embriones de insectos lo logran siguiendo sendas, marcadas en su superficie por moléculas especificas de reconocimiento.

[1ªpág.]

El cerebro humano consta de cientos de miles de millones de células nerviosas, cada una de las cuales emite numerosas y largas prolongaciones que se entremezclan e interconectan con admirable especificidad. Uno de los principales misterios que le quedan por resolver a la biología es desentrañar cómo se interconecta el sistema nervioso durante el desarrollo embrionario. ¿Cómo logran las neuronas, las células nerviosas, encontrarse y reconocerse mutuamente para establecer las conexiones adecuadas?

Las estructuras que sirven de guía para el crecimiento de las fibras nerviosas fueron identificadas a fines del siglo XIX por Santiago Ramón y Cajal, pionero de la neuroanatomía. Se trata de extensiones ameboideas en forma de maza, situadas en el extremo de las fibras nerviosas, a las que Ramón y Cajal denominó conos de crecimiento. Cajal, y algo después Ross G. Harrison, de la Universidad de Yale, comprobó que cl crecimiento de una fibra nerviosa no sigue un curso arbitrario: para encontrar y reconocer su objetivo, un determinado cono de crecimiento se extiende siempre a lo largo de una senda específica. De ello dedujeron ambos que los conos de crecimiento debían poseer una alta sensibilidad química y que sus objetivos estarían especificados químicamente. Esa idea se concretó. a principios de ]os años 60, en la hipótesis de la quimioafinidad, propuesta por Roger W. Sperry, del Instituto de Tecnología de California. Según Sperry, "la senda final seguida por cualquier fibra refleja la historia de una serie continua de decisiones, tomadas en razón de las afinidades entre los diversos filamentos de exploración que examinan el terreno circundante y los variados elementos que va encontrando cada uno''.

En la última década, el conocimiento de la estructura de los conos de crecimiento y los mecanismos de su movimiento ha avanzado notablemente gracias a los estudios de cultivos "in vitro" de neuronas disociadas efectuados por Dennis Bray, del King's College de Londres, Paul C. Letourneau, de la Universidad de Minnesota. y Norman K. Wessells, de la Universidad de Stanford. Los conos de crecimiento emiten numerosas prolongaciones filamentosas. denominadas filopodios (los "filamentos exploratorios" de Sperry), que se alargan en muchas direcciones y exploran el entorno. Los filopodios son estructuras dinámicas; se extienden, mueven y retraen en cosa de minutos. Muchos de ellos establecen contactos con la superficie de otras células. Si un filopodio se adhiere débilmente a la superficie, se retrae hacia su cono de crecimiento. Si se adhiere con firmeza, persiste, y su contracción ulterior genera una tensión que conduce el borde dirigente del cono de crecimiento hacia el punto de adhesión. Así, aprovechándose de la adhesividad diferencial de sus filopodios, cabe dirigir a voluntad los conos de crecimiento, en cultivos de tejidos, hacia superficies concretas.

Las preguntas que planteábamos al principio pueden ahora formularse en términos más precisos. ¿Cómo se guían hacia sus objetivos los conos de crecimiento neuronal en un embrión en desarrollo? ¿Hasta qué punto los conos de crecimiento y los filopodios reconocen específicamente la superficie de otras neuronas durante el desarrollo y en qué grado están esas superficies marcadas específicamente? ¿Cuál es el código molecular de los marcadores de superficie y cómo lo descifran los conos de crecimiento en desarrollo? Para responder a todo ello, muchos de los que, como nosotros, esperamos entender un día cómo se interconectan las neuronas

Reconocimiento mutuo entre neuronas embrionarias del cerebro humano durante el desarrollo hemos empezado por estudiar los cerebros, mucho más sencillos, de organismos invertebrados. En Stanford hemos investigado el desarrollo de la especificidad neuronal en embriones de dos insectos: el saltamontes Sctzistocerca americana y la mosca del vinagre Drosophila melanoguster.

El sistema nervioso central de estos y otros insectos comprende un cerebro (que tiene alrededor de 50.000 neuronas) y una cadena de ganglios segmentales, o grupos de células nerviosas. más simples, que reflejan la organización segmentada del animal. Cada ganglio tiene dos hemisegmentos (agrupaciones idénticas de unas 1000 neuronas), uno a cada lado del animal. Los ganglios están unidos entre sí por grandes haces de axones, denominados conectivos. (Los axones son las prolongaciones neuronales principales, que conducen los impulsos a las sinapsis, lugares de contacto y comunicación entre neuronas; las dendritas son prolongaciones generalmente más cortas. responsables en gran medida de la recepción de los impulsos.) En cada ganglio se distingue una delgada capa de cuerpos celulares cerca de la superficie ventral (inferior) y una región dorsal (superior), mayor, denominada neuropilo, donde todas las prolongaciones axónicas y dendríticas procedentes de los cuerpos celulares se entrelazan e interconectan sinápticamente. La mayoría de las 1000 neuronas de cada hemisegmento puede identificarse individualmente gracias a la forma exclusiva de sus axones y dendritas, y al patrón único de conexiones sinápticas que establecen con las prolongaciones de otras neuronas. Estas "neuronas identificadas" son las mismas en todos los individuos de una especie. (...)