La proteína reelina es clave en el proceso de migración neuronal y en la formación de las capas de la corteza cerebral, la parte más evolucionada del cerebro. Un nuevo estudio realizado en ratones demuestra que, a diferencia de lo que se pensaba, no solo la reelina producida en las neuronas denominadas Caljal-Retzius contribuye a la formación de la corteza cerebral. Esta es la conclusión principal del estudio en el que han participado investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El director del grupo de Neurogénesis y expansión cortical del Instituto de Neurociencias, ubicado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH, Víctor Borrell y el investigador Adrián Cárdenas han contribuido al proyecto liderado por la Universidad de Barcelona. El resultado de esta colaboración, publicado en la revista científica PNAS, aporta nuevos datos sobre el papel de la proteína reelina en la formación de la corteza cerebral.
Los modelos actuales sobre la formación de la corteza cerebral se centran en la Reelina producida por unas neuronas transitorias, denominadas de Cajal-Retzius, en la capa más externa de la corteza. Sin embargo, trastornos del desarrollo como la esquizofrenia y el autismo están relacionados con la reelina producida por las interneuronas gabaérgicas en la migración neuronal tardía.
Empleando dos tipos de ratones modificados genéticamente, que inactivan selectivamente el gen de la reelina en las neuronas ‘pioneras’ de Cajal-Retzius, o en las interneuronas GABAérgicas corticales de aparición más tardía, respectivamente, los investigadores han descubierto que ambas fuentes de reelina son esenciales y cooperan en el proceso de migración neuronal y la formación de capas de la corteza cerebral (llamada corticogénesis).
Según los investigadores, la reelina es una proteína que se encuentra principalmente en el cerebro y la médula espinal. Es crucial para la regulación de los procesos de migración neuronal y posicionamiento de las neuronas en la capa que les corresponde durante el desarrollo embrionario del cerebro, en particular de la corteza cerebral donde forman seis capas. Hay dos poblaciones de neuronas que producen reelina.
Por una parte, las neuronas de Cajal-Retzius, unas células transitorias presentes exclusivamente durante el desarrollo del cerebro y que constituyen la principal fuente de reelina en la neocorteza y el hipocampo durante el desarrollo prenatal.
Y por otra parte las interneuronas gabaérgicas, de aparición más tardía, que complementan a las células de Cajal-Retzius en la producción de reelina.
La mayoría de las neuronas nacen lejos del lugar que será finalmente su destino y, por ello, deben desplazarse largas distancias en un proceso denominado migración, para alcanzar el lugar que les corresponde. La reelina tiene un papel indispensable en la regulación de estos procesos de migración y posicionamiento de las neuronas.
Además de este importante papel en el desarrollo temprano, en el cerebro adulto, la reelina modula la plasticidad sináptica y mejora la inducción y el mantenimiento de la potenciación a largo plazo, un proceso esencial en la formación de la memoria.
Este nuevo estudio destaca el importante papel de la reelina derivada de las interneuronas gabaérgicas en el desarrollo temprano del cerebro, particularmente en la migración neuronal tardía. Los autores observaron déficits migratorios transitorios, lo que indica que la reelina expresada por cualquiera de estas dos poblaciones neuronales, tanto células de Cajal-Retzius como interneuronas gabaérgicas, es suficiente para revertir y compensar algunos defectos de laminación, organización esencial para el correcto funcionamiento de la corteza cerebral.
La migración neuronal anormal es común entre muchos trastornos del neurodesarrollo y neuropsiquiátricos relacionados con el deterioro cognitivo. Estudios recientes han implicado a la reelina en la aparición de enfermedades del desarrollo neurológico, neuropsiquiátricas y neurodegenerativas, especialmente en la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia, el trastorno bipolar, el trastorno del espectro autista y la epilepsia.
A pesar de ello, todavía se desconoce en gran medida la contribución de la reelina generada por las interneuronas gabaérgicas en el desarrollo de la corteza cerebral y, en consecuencia, el papel de la reelina derivada de las células de Cajal Retzius podría estar sobredimensionado. Por eso este estudio se planteó como objetivo identificar la contribución específica de la reelina expresada por cada una de estas dos poblaciones celulares -Cajal-Retzius y gabaérgicas- en la migración neuronal y la formación de la corteza cerebral.
La expresión de reelina es notable en las células de Cajal-Retzius durante las etapas tempranas, pero estas neuronas pioneras desaparecen, mientras que producción de Reelina en las interneuronas persiste en la edad adulta. Este patrón de desarrollo ha llevado a suponer que mientras la reelina derivada de las células Cajal-Retzius es esencial para la migración neuronal, la producida por las interneuronas es importante para la plasticidad neuronal adulta, además de estar implicada en los mecanismos patológicos de las enfermedades cerebrales.
Sin embargo, este estudio concluye que tanto la reelina expresada por las células Cajal-Retzius como la de las neuronas gabaérgicas cooperan para orquestar la migración neuronal y la generación de la corteza cerebral.
