La bioelectricidad juega un papel clave en el desarrollo del cerebro y la reparación

13/03/2015 - E.P.

La señalización bioeléctrica implica diferentes tipos de células, incluyendo células somáticas maduras y células madre

Las señales bioeléctricas entre las células controlan e instruyen el desarrollo del cerebro embrionario y la manipulación de estas señales puede reparar defectos genéticos e inducir el desarrollo sano de tejido cerebral en lugares donde no crece normalmente, según ha detectado una investigación dada a conocer por biólogos de la Universidad de Tufts, en Somerville/Medford, cerca de Boston, Massachusetts, Estados Unidos.

La investigación, que se publica este miércoles en 'Journal of Neuroscience', revela que la señalización bioeléctrica regula la actividad de dos factores de reprogramación de células (proteínas que pueden convertir células adultas en células madre), que se analizaron por primera vez en embriones de la rana 'Xenopus laevis', que comparten muchos rasgos evolutivos con los seres humanos.

"Hemos encontrado que las células se comunican, incluso a través de largas distancias en el embrión, utilizando señales bioeléctricas, y emplean esta información para saber dónde formar un cerebro y lo grande que debe ser", afirma el autor del papel Michael Levin, quien ocupa la cátedra Vannevar Bush en Biología y dirige el Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo en la Escuela de Artes y Ciencias de Tufts. "Las señales no sólo son necesarias para el desarrollo normal, sino que son instructivas", añade.

Levin utiliza una analogía a un ordenador. "Las señales bioeléctricas no son simplemente el interruptor que enciende o apaga el ordenador, permitiendo pasivamente que cumpla sus funciones, sino que realmente tienen información importante, que funciona como el software que permite al ordenador realizar actividades complejas", explica.

Estas señales bioeléctricas se implementan por cambios en la diferencia de voltaje a través de las membranas celulares --llamado potencial de reposo celular-- y los patrones de tensiones diferenciales entre las regiones anatómicas.

La señalización bioeléctrica implica diferentes tipos de células, incluyendo células somáticas maduras y células madre. Trabajo anterior de Levin en el laboratorio reveló roles de gradientes bioeléctricos en los ojos, la integridad física y los patrones de órganos viscerales, y la nueva investigación encontró que los gradientes natures de tensión embrionaria instruyen a la formación del cerebro.

"Esta última investigación también demostró las técnicas moleculares para interceptar esta comunicación bioeléctrica para forzar al cuerpo a hacer nuevo tejido cerebral en otros lugares y reparar defectos genéticos que causan malformación cerebral", añade Levin. "Esto significa que podemos ser capaces de inducir el crecimiento de nuevo tejido cerebral para tratar defectos de nacimiento o una lesión cerebral, lo que es muy emocionante para la medicina regenerativa", afirma.