Los científicos han sabido por mucho tiempo que la pubertad está acompañada por cambios sustanciales en el cerebro caracterizados por la activación de las neuronas que producen señales hormonales. Pero lo que hace que el cerebro comience a liberar las hormonas que activan la pubertad sigue siendo un campo de comprensión incompleta.
En este sentido, un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Columbia, ofrece nuevas pruebas de los efectos genéticos directos en las diferencias basadas en el sexo en el desarrollo neuronal, y proporciona una base para intentar comprender cómo están conectados los cerebros de hombres y mujeres y cómo funcionan.
Momento de maduración sexual
Los resultados de la investigación revelaron un grupo de genes que induce diferencias en los cerebros en desarrollo de los gusanos redondos masculinos y femeninos y desencadena el inicio de la pubertad, una vía genética que puede tener la misma función para controlar el momento de la maduración sexual en los seres humanos.
Para su estudio, los científicos trabajaron con el gusano redondo transparente Caenorhabditis elegans, el primer organismo multicelular en tener su genoma secuenciado. La composición genética del gusano es similar a la de los humanos, por lo que es uno de los modelos de investigación más utilizados en genética molecular y biología del desarrollo.
Hace más de una década, se descubrió un vínculo entre las mutaciones en el gen Lin-28 y la pubertad de inicio temprano en humanos adolescentes, una condición altamente hereditaria que afecta a alrededor del 5 por ciento de la población. Por el contrario, la sobreexpresión de Lin-28 también se asocia con un retraso en la pubertad.
Los investigadores encontraron que los gusanos con pubertad de inicio temprano portaban el gen Lin-28 mutado, de manera análoga a los humanos. También descubrieron tres genes adicionales asociados con la maduración sexual prematura, el más interesante, el cuarto gen, llamado Lin-29.
Vía genética
Los experimentos actuales revelaron que una vía genética formada por los genes, Let-7, Lin-28, Lin-41 y Lin-29 controla cuándo se produce la maduración sexual en todo el sistema nervioso del gusano.
Cuando el gusano es joven, el gen Lin-41 está activo y reprime al gen Lin-29. A medida que el animal alcanza la madurez, el gen Let-7 “apaga” al gen Lin-41 y Lin-29 se activa en un subconjunto de neuronas. Estas células cerebrales luego activan genes específicos de los machos y adquieren una forma que sólo se encuentra en los machos.
La anatomía de los gusanos machos que carecen de Lin-29 es normal, pero los animales muestran características feminizadas, por ejemplo, en la forma en que se mueven. Esto muestra que la activación del gen Lin-29 puede desencadenar comportamientos específicos de los machos.
Los autores del estudio explican que resulta esencial que los animales se desarrollen correctamente para activar los circuitos neuronales específicos del sexo en el momento correcto.
Los resultados muestran que genes Lin-28 y Let-7 controlan cuándo se produce la maduración sexual en los mamíferos, y contar con este entendimiento podría ayudar a comprender cómo se forman los cerebros masculinos y femeninos durante el desarrollo en otras especies, y por qué algunas enfermedades afectan a los sexos de manera diferente.
Referencia: Timing mechanism of sexually dimorphic nervous system differentiation. eLife, 2019. https://doi.org/10.7554/eLife.42078