Biología del Desarrollo: Neurogénesis y Determinación Celular

En el día 33 de gestación, las células madre realizan una división asimétrica que marca el comienzo de la neurogénesis.
La neurogénesis implica un proceso de determinación, que estabiliza la genotipía de las células precursoras a través de la activación y desactivación de genes.
En este proceso, una célula hija se convierte en una célula progenitora o pluripotencial, mientras que la otra se destina a diferenciarse en una neurona o glía.

La diferenciación celular se produce a través de la expresión de genes específicos, como FoxG1, Lhx2, Pax6 y Emx2.
Otros genes como Tbr2, neurogenina 2 y Cux 1 y 2 también participan en la diferenciación celular.
La diferenciación celular es crucial para la formación de estructuras corticales y subcorticales, así como vías sinápticas.

En el instante de la neurogénesis, los sistemas de circulación, oxigenación, interacciones metabólicas y respuestas inmunes desempeñan un rol vital para garantizar el desarrollo正确o del SNC.
A partir de la formación básica de las estructuras del SNC, se comienza un proceso expansivo de las estructuras nerviosas primordiales, pasando el embrión de 3-5 mm a 27-31 mm al final de la semana 8.
Se comienzan a formar estructuras más específicas, como vesículas cerebrales primarias anterior, media y posterior, o prosencéfalo, mesencéfalo y romboencéfalo.
Estas 5 vesículas originan la totalidad de estructuras del SNC.

El desarrollo cortical se realiza de adentro hacia afuera, comenzando con las estructuras subcorticales o internas del encéfalo y luego las superficiales.

Las células nacidas en las regiones proliferativas de la ZV y la ZSV migran hacia la placa cortical guiándose por las proyecciones basales dispuestas durante la expansión radial de las células de la glía.
Las células progenitoras procedentes de la ZV constituyen el recurso principal para las capas más basales de la corteza (V y VI).
Las células de la ZSV corresponden sobre todo para las capas superficiales (IV, III y II).

Las primeras capas ya establecidas son observables por histología a partir de la semana 12.
A partir de la semana 17, las capas pueden distinguirse mediante imagenología con el uso de la resonancia nuclear magnética.
Hay evidencia que sugiere la presencia de células de la ZSV en todas las capas corticales.

Algunos genes, como Pax6 y Nr2e1 o Tlx, controlan la proliferación de las células progenitoras de la ZV durante el establecimiento y la expansión de la ZSV.
Mutaciones en Pax6 se relacionan con disminución neuronal de las capas superficiales de la corteza cerebral.
Mutaciones en Nr2e1 se relacionan con una disminución en el tamaño de la ZSV y una aparición de las capas superficiales neocorticales antes de lo normal.

La correcta dirección genética y la regulación molecular son esenciales para la correcta estructuración neocortical durante el desarrollo embriológico.
GTPasas de las familias Rho y Rab regulan la organización citoesquelética de las células migratorias y los elementos adhesivos.
La expresión de proteínas como la Rac1 y Cdc42 interactúa con los mecanismos de la translocación nuclear, generando cambios dinámicos en la disposición de los microtúbulos y actina citoplasmáticos.

Deficiencias en la Rac1 son responsables de severas malformaciones anatómicas corticales en roedores.
La Rac1 es una proteína decisiva para la renovación, supervivencia y migración neuronal.