Inflamación materna altera el desarrollo cerebral fetal mediante una vía molecular específica

Investigadores de la Universidad de Aberdeen han identificado el mecanismo biológico específico mediante el cual la inflamación materna durante el embarazo puede alterar la arquitectura del cerebro fetal en desarrollo. El hallazgo, publicado en Nature Neuroscience, señala a una proteína inflamatoria llamada IL-17A como el agente capaz de modificar directamente las células madre neurales y cambiar la forma en que se organiza la corteza cerebral antes del nacimiento.

El equipo descubrió que cuando el tejido cerebral fetal en desarrollo se expone a IL-17A, la corteza se pliega de manera prematura —desarrollando antes de tiempo las características arrugas del cerebro adulto— y se vuelve más gruesa. Al mismo tiempo, la producción y maduración de neuronas se acelera. Estos cambios estructurales ocurren porque IL-17A actúa directamente sobre las células madre neurales, no de forma indirecta a través de otros mecanismos. En el proceso, una vía molecular llamada NF-κB —una cadena de reacciones que regula la inflamación y el crecimiento celular— emerge como central para explicar las alteraciones observadas. Cuando los investigadores bloquearon esa vía en el laboratorio, revirtieron muchos de los efectos.

Esta investigación responde a una pregunta que había permanecido sin respuesta clara en la literatura científica. Estudios previos ya habían asociado la activación del sistema inmunitario materno con un mayor riesgo de trastornos del neurodesarrollo en los hijos, pero el mecanismo exacto por el cual la inflamación afectaba al cerebro humano en formación seguía siendo un misterio. Daniel Berg, coautor principal del trabajo, explicó que el equipo buscaba entender cómo una señal inflamatoria vinculada con esa activación inmunitaria podía actuar directamente sobre el cerebro en desarrollo y modificar su arquitectura temprana.

Para llevar a cabo este estudio, los científicos eligieron un enfoque experimental innovador. En lugar de usar organoides —versiones simplificadas de órganos cultivadas en laboratorio a partir de células madre— crearon lo que denominan cerebroides: pequeños fragmentos tridimensionales de tejido cerebral humano en desarrollo, mantenidos vivos fuera del cuerpo en un entorno controlado y rico en nutrientes. La ventaja de este modelo es que preserva mucha más de la estructura, diversidad celular y organización características de la corteza cerebral real que los organoides tradicionales. El tejido utilizado procedía de la corteza prefrontal dorsolateral —una región del lóbulo frontal vinculada a funciones cognitivas superiores— de cerebros fetales humanos obtenidos tras interrupciones voluntarias del embarazo.

Sobre estos cerebroides, los investigadores aplicaron la proteína IL-17A para observar cómo respondía el tejido. Para captar todos los cambios, combinaron microscopía y técnicas de marcaje celular con secuenciación de ARN —que analiza la actividad genética de las células— y proteómica —el análisis del conjunto de proteínas que produce el tejido—. Esta aproximación multidimensional les permitió observar cambios estructurales, alteraciones en la producción neuronal y las rutas moleculares implicadas. Eunchai Kang, coautora principal, señaló que el objetivo era crear un sistema que permitiera examinar de forma directa cómo las señales inflamatorias influyen en las primeras etapas del desarrollo cerebral humano.

Es importante notar que el estudio no demuestra que la inflamación materna cause por sí sola trastornos del neurodesarrollo. Los resultados no prueban una relación causal directa, pero proporcionan una pista crucial sobre cómo podría operar ese vínculo a nivel biológico. El equipo ahora busca entender con mayor detalle cómo responden distintos tipos celulares del cerebro en desarrollo a esas señales, incluidas las células inmunitarias propias del cerebro, los vasos sanguíneos en formación y las células madre neurales especializadas que ayudan a que la corteza cerebral humana crezca y adquiera su forma.

Como siguiente paso, los investigadores planean crear modelos de cerebroides de otras regiones del cerebro en desarrollo. Esto les permitirá determinar si otras áreas responden de manera similar a las señales inmunitarias e inflamatorias, o si presentan patrones distintos. Los hallazgos abren un camino para comprender más profundamente cómo la inflamación materna se vincula con trastornos del neurodesarrollo, aunque queda mucho trabajo por delante para traducir estos descubrimientos en aplicaciones clínicas.