Hay que reescribir la anatomía: el cerebro son dos órganos distintos

Un equipo de Stanford descubre que el cerebro anterior y el tronco encefálico tienen linajes celulares completamente independientes desde el embrión

Un equipo de Stanford acaba de publicar en Nature Neuroscience un descubrimiento que reescribe los libros de texto de neurociencia. El encéfalo humano tiene dos orígenes celulares distintos que emergen al mismo tiempo durante el desarrollo embrionario y que han permanecido separados a lo largo de más de 550 millones de años de evolución.

El hallazgo explica también por qué durante décadas ha sido imposible cultivar en el laboratorio ciertos tipos de neuronas del tronco encefálico, y abre una vía directa para estudiar enfermedades tan devastadoras como el ELA.

Dos linajes desde la primera división

Los investigadores rastrearon el desarrollo embrionario en ratones durante la gastrulación, la fase fugaz en la que las células comienzan a diferenciarse en los grandes tejidos del organismo. En ese momento decisivo, el tejido precursor del sistema nervioso central se divide en dos poblaciones de células completamente independientes: el neuroectodermo anterior (aNE) y el neuroectodermo posterior (pNE).

Ambos linajes emergen de forma simultánea, con el mismo aspecto externo y en el mismo entorno celular. Sin embargo, mantienen configuraciones de la cromatina (la estructura que empaqueta el ADN) radicalmente distintas desde el primer instante, lo que determina de forma irrevocable el destino de cada célula. Las células aNE solo pueden generar el prosencéfalo y el mesencéfalo. Las células pNE se destinan en exclusiva al rombencéfalo y el tronco encefálico.

Los genes que separan el cerebro en dos

Dos genes actúan como interruptores maestros de esa división. El gen Otx2 identifica el linaje anterior y dirige la formación del cerebro frontal y medio. El gen Gbx2 marca el linaje posterior y construye el tronco encefálico. Su expresión diferencial, junto con las diferencias en la arquitectura epigenómica detectadas mediante secuenciación OmniATAC, predetermina qué estructuras cerebrales surgirán de cada linaje mucho antes de que se formen los tejidos definitivos.

Los experimentos de validación incluyeron ratones, pollos, peces cebra y gusanos bellota (hemicordados), un grupo marino distante evolutivamente de los vertebrados. En todos ellos, el patrón de doble linaje se repitió con la misma lógica fundamental. Como señaló Rayyan Jokhai, primer autor del estudio: "Prestar una atención cuidadosa a ese momento temprano del desarrollo nos permitió encontrar esta división fundamental en la formación del cerebro".

Por qué fallaban todos los cultivos de neuronas

La implicación práctica más inmediata resuelve un problema que llevaba décadas frustrando a los neurocientíficos. El equipo de Stanford logró por primera vez cultivar en el laboratorio neuronas motoras del rombencéfalo humano a partir de células madre pluripotentes. Se trata de un tipo celular que los investigadores llevaban años intentando obtener sin éxito. El motivo del fracaso queda ahora al descubierto: los protocolos anteriores utilizaban progenitores del linaje anterior cuando las neuronas del tronco encefálico pertenecen al linaje posterior.

«Ahora podemos cultivar neuronas de la parte posterior del cerebro en un plato de Petri y estudiar sus funciones.»

— Kyle Loh, investigador principal, Stanford Medicine

ELA, atrofia muscular y el Ozempic del cerebro

Contar con esas neuronas en un plato de cultivo abre posibilidades concretas para enfermedades hoy incurables. Las neuronas motoras del tronco encefálico son exactamente las células que se destruyen en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y en la atrofia muscular espinal. Disponer de ellas en el laboratorio permite estudiar los mecanismos de su degeneración y probar fármacos con una precisión hasta ahora imposible.

El tercer campo de aplicación es más inesperado. En el tronco encefálico residen también las neuronas que expresan los receptores GLP-1, los mismos que activan fármacos como el Ozempic o el Wegovy para regular el apetito y el metabolismo. Cultivar esas células abre la puerta a comprender mejor cómo funciona ese circuito y a diseñar tratamientos más selectivos para la obesidad y la diabetes de tipo 2.

La neurociencia lleva décadas cartografiando el cerebro como un territorio de origen único. El estudio de Stanford demuestra que ese territorio tiene dos líneas embrionarias distintas desde hace más de medio milenio de historia evolutiva. Eso no cambia el cerebro que ya tenemos, pero la medicina tiene que adaptarse para para repararlo mejor cuando falla.

REFERENCIA

• Two parallel neural ectoderm progenitors contribute to the developing brain — Nature Neuroscience (2026)

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