El Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva está cultivando células madre de humanos modernos con características "neandertalizadas"
Suena a ciencia-ficción pero no lo es. En el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Leipzig, Alemania) están desarrollando distintas partes de tejido cerebral llamadas organoides cerebrales, con ADN "neandertalizado". Este experimento, con un recorrido inicial de meses solo para el crecimiento de las muestras, podría encontrar o descartar diferencias sustanciales entre el desarrollo cerebral neandertal y el nuestro. Svante Pääbo, director del instituto, ha explicado qué esperan encontrar.
Fecha de Publicación
11 de mayo de 2018
Fuentes de información digital utilizadas
The Guardian
Fuente de las imágenes
The Guardian
Palabras clave:
evolución humana, genética, ADN, neandertales, células madre, cerebro, organoides cerebrales, Instituto Max Planck, Leipzig, gente
Bibliografía científica, publicación original
Traducción: Laura Benito Díez.
Los científicos se están preparando para crear "cerebros en miniatura" diseñados genéticamente para contener ADN neandertal, en un intento sin precedentes por comprender en qué nos diferenciamos de nuestros parientes más cercanos.
En los próximos meses los pequeños fragmentos de tejido, conocidos como organoides cerebrales, crecerán a partir de células madre humanas que han sido editadas para contener versiones "neandertalizadas" de distitntos genes.
Estos organoides del tamaño de una lenteja, incapaces de sentir o pensar, replican algunas de las estructiras básicas de un cerebro adulto. Podrían demostrar por primera vez si había diferencias significativas entre la biología de los cerebros de los humanos modernos y los neandertales.
"Los neandertales son los parientes más cercanos de los humanos actuales, así que si tuviéramos que definirnos como grupo o como especie, realmente sería con ellos con quienes deberíamos compararnos", dice Svante Pääbo, director del departamento de genética en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig (Alemania), donde se están llevando a cabo los experimentos.
Pääbo ya lideró con éxito el esfuerzo internacional por descifrar el genoma neandertal, y su laboratorio está centrado ahora en traer los rasgos neandertales de vuelta a la vida en el laboratorio a través de sofisticadas técnicas de edición genética.
El laboratorio ha insertado ya genes neandertales del desarrollo craneofacial en ratones, y genes neandertales de la percepción del dolor en huevos de rana, que podrían indicar si tenían un umbral del dolor diferente al nuestro. Ahora el laboratorio está focalizando su atención en el cerebro.
"Queremos ver si podemos encontrar diferencias básicas en cómo funcionan las células nerviosas, lo que podría ser la base de por qué los humanos [modernos] parecen ser tan especiales cognitivamente", ha dicho Pääbo.
La investigación llega en un momento en que el largamente sostenido estereotipo sobre los neandertales como brutos está siendo reescrito pro nuevas evidencias que reflejan que enterraban a sus muertos, realizaban arte rupestre y poseían cerebros más voluminosos que los nuestros.
En el sótano bajo el despacho de Pääbo, los científicos trabajan para extraer ADN de antiguos fósiles humanos y animales excavados en yacimientos a lo largo del mundo. El éxito del equipo pasa por tomar precacuciones contra la contaminación de manera obsesiva. Los investigadores deben llevar uniformes especiales, y las instalaciones se mantienen estériles mediante luces UV y un sofisticado sistema de filtrado del aire.
Bajo estas mismas restrictivas condiciones de trabajo este equipo descifró en 2010 el código del genoma neandertal a partir de muestras muy degradadas tomadas de cuatro mujeres que vivieron en Europa hace decenas de miles de años.
El genoma reveló que los neandertales se cruzaron con nuestros ancestros, de forma suficientemente exitosa como para que todos los no africanos actuales llevemos entre un 1% y un 4% de ADN neandertal. Y teniendo en cuenta que la gente adquirió diferentes genes, en conjunto en torno a un tercio del genoma neandertal aún está presente en las poblaciones modernas.
Sin embargo, también existen vacíos, largas secuencias del genoma neandertal que nadie heredó, posiblemente porque conferían desventajas de salud, fertildad, cognición o apariencia física.
"Queremos saber si entre estas cosas, hay algo escondido ahí que realmente nos diferencia", ha dicho Pääbo. "¿Hay una base biológica por la que los humanos modernos han llegado a ser millones y eventualmente billones de personas, se han diseminado por todo el mundo y tienen cultura?"
No hay certeza de si los diferentes destinos de las dos especies están relacionados con diferencias cognitivas, pero Pääbo dice: "Es tentador pensar eso, sí".
El último trabajo se centra en las diferencias en tres genes que se sabe son cruciales para el desarrollo cerebral. Mediante el uso de la técnica de edición genética CRISPR, se han introducido cambios en células madre humanas para asemejarlas a sus versiones neandertales.
Las células madre son forzadas con disparadores químicos para convertirse en neuronas, que se aglomeran espontáneamente y se auto organizan en estructuras cerebrales en miniatura que crecen hasta unos pocos milímetros de diámetro. La ausencia de estímulos sensoriales implica que la estructura interna es aleatoria y varía de un conglomerado al siguiente.
"Uno inicia el crecimiento de organoidesy lo deja ahí durante nueve meses y ve lo que ocurre", explica Gray Camp, jefe de grupo en el instituto que está supervisando los experimentos con organoides. "No obtienes un cerebro humano bien formado en absoluto, pero ves múltiples regiones más o menos formadas; puedes estudiar las sinapsis y la actividad eléctrica y diferencias de desarrollo tempranas".
Los científicos compararán entonces los organoides neandertalizados y los completamente humanos para observar la velocidad a la que se dividen, desarrollan y organizan las células madre en estructuras cerebrales tridimensionales y si las células cerebrales se imbrican de forma diferente.
"Un resultado soñado sería que los cambios [genéticos] llevasen a un mayor o más ramificado crecimiento neuronal", dice Pääbo. "Uno diría que podría ser una base biológica por la que nuestro cerebro funcionaría diferente".
El trabajo no revelará qué especie es más "inteligente", pero podría indicar diferencias en la habilidad para planificar, socializar y usar el lenguaje.
El laboratorio también está buscando cómo los genes neandertales que se encuentran frecuentemente en el ADN de la gente con ascendencia europea y asiática influyen en el desarrollo del cerebro. Al generar organoides a partir de células tomadas de personas vivas y estudiando cómo los genes neandertales se activan o no, el equipo puede ver si el desarrollo cerebral de una persona está ligeramente influido por sus antiguos ancestros neandertales.
"Podemos hacer crecer tu cerebro neandertal", dice Camp. "Podemos monitorizarlo y resucitar la funcionalidad de esos genes neandertales".
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