Las células gliales radiales , o células progenitoras gliales radiales ( RGP ), son células progenitoras con forma bipolar que son responsables de producir todas las neuronas en la corteza cerebral . Las RGP también producen ciertos linajes de glía , incluidos los astrocitos y los oligodendrocitos . [2] [3] [4] Sus cuerpos celulares ( somas ) residen en la zona ventricular embrionaria , que se encuentra junto al sistema ventricular en desarrollo .
Durante el desarrollo, las neuronas recién nacidas utilizan la glía radial como andamiaje , viajando a lo largo de las fibras gliales radiales para alcanzar sus destinos finales. [3] [5] [6] A pesar de los diversos destinos posibles de la población glial radial, se ha demostrado a través del análisis clonal que la mayoría de la glía radial tiene destinos restringidos, unipotentes o multipotentes . La glía radial se puede encontrar durante la fase neurogénica en todos los vertebrados (estudiados hasta la fecha). [7]
El término "glía radial" se refiere a las características morfológicas de estas células que se observaron por primera vez: es decir, sus procesos radiales y su similitud con los astrocitos , otro miembro de la familia de células gliales. [8]
Las glías de Müller son células gliales radiales que están presentes en la retina en desarrollo y en la adulta . Al igual que en la corteza , las glías de Müller tienen largos procesos que abarcan todo el ancho de la retina, desde la capa de células basales hasta la capa apical. Sin embargo, a diferencia de la glía radial cortical, las glías de Müller no aparecen en la retina hasta que se han producido las primeras rondas de neurogénesis . Los estudios sugieren que las glías de Müller pueden desdiferenciarse en progenitores neuronales que se dividen fácilmente en respuesta a una lesión. [9]
Las características que verdaderamente distinguen a la glía de Müller de la glía radial en otras áreas del cerebro son sus propiedades ópticas. La mayor parte de la retina es en realidad en gran parte dispersante de luz , lo que sugiere que la glía de Müller sirve como la fibra principal responsable de la transmisión de luz a los fotorreceptores en la parte posterior de la retina. Las propiedades que ayudan a la glía de Müller a lograr esta función incluyen un número limitado de mitocondrias (que dispersan muy bien la luz), así como una disposición especializada de filamentos de proteína internos. [9]
Las glías de Müller son el tipo predominante de macroglía en la retina, por lo que asumen muchas de las funciones de apoyo que los astrocitos y oligodendrocitos suelen manejar en el resto del sistema nervioso central . [9]
La glía de Bergmann (también conocida como células epiteliales radiales , células epiteliales de Golgi o astrocitos radiales ) son astrocitos unipolares derivados de la glía radial que están íntimamente asociados con las células de Purkinje en el cerebelo . [10] Dado que la glía de Bergmann parece persistir en el cerebelo y realizar muchas de las funciones características de los astrocitos, también se les ha llamado "astrocitos especializados". [9] La glía de Bergmann tiene múltiples procesos radiales que se extienden a través de la capa molecular de la corteza cerebelosa y terminan en la superficie pial como un bulbo terminal. [11] Las células gliales de Bergmann ayudan con la migración de las células granulares , guiando a las neuronas pequeñas desde la capa granular externa hasta la capa granular interna a lo largo de sus extensos procesos radiales. [12] [13] Además de su papel en el desarrollo temprano del cerebelo, la glía de Bergmann también es necesaria para la poda sináptica . [14] Después de la muerte de las células de Purkinje inducida por una lesión del SNC, la glía de Bergmann sufre cambios proliferativos extensos para reemplazar el tejido perdido o dañado en un proceso conocido como gliosis . [15] [16]
Las células gliales radiales se originan a partir de la transformación de las células neuroepiteliales que forman la placa neural durante la neurogénesis en el desarrollo embrionario temprano . [8] [9] [17] Este proceso está mediado por la regulación negativa de la expresión de proteínas relacionadas con el epitelio (como las uniones estrechas ) y una regulación positiva de las características específicas de la glía, como los gránulos de glucógeno , el transportador de glutamato aspartato de los astrocitos (GLAST), la vimentina del filamento intermedio y, en algunos casos, incluidos los humanos, la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). [7]
Después de esta transición, la glía radial conserva muchas de las características originales de las células neuroepiteliales , incluyendo: su polaridad apical-basal , su posición a lo largo de los ventrículos laterales de la corteza en desarrollo y la migración fásica de sus núcleos dependiendo de su ubicación con el ciclo celular (denominada "migración nuclear intercinética"). [9] [18] [19]
Las células gliales radiales son reconocidas actualmente como células progenitoras clave en el sistema nervioso en desarrollo. Durante las últimas etapas de la neurogénesis, las células gliales radiales se dividen asimétricamente en la zona ventricular , generando una nueva célula glial radial, así como una neurona posmitótica o una célula hija progenitora intermedia (IPC). Las células progenitoras intermedias luego se dividen simétricamente en la zona subventricular para generar neuronas. [18] Se ha demostrado que las señales ambientales locales, como la señalización de Notch y del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), el período de desarrollo y las diferentes capacidades de la glía radial para responder a las señales ambientales, influyen en el tipo de glía radial y las células hijas derivadas de la glía radial que se producirán. La señalización de FGF y Notch regulan la proliferación de la glía radial y la tasa de neurogénesis, lo que afecta la expansión del área de superficie de la corteza cerebral y su capacidad para formar circunvoluciones superficiales conocidas como giros (ver girificación ). [9] [20] [21] Las células gliales radiales muestran altos niveles de actividad transitoria de calcio, que se transmite entre las células gliales radiales en la zona ventricular y a lo largo de las fibras radiales de manera bidireccional hacia/desde la placa cortical. [22] [23] Se cree que la actividad del calcio promueve la proliferación de las células gliales radiales y podría estar involucrada en la comunicación radial antes de que las sinapsis estén presentes en el cerebro. Además, evidencia reciente sugiere que las señales del entorno sensorial externo también pueden influir en la proliferación y la diferenciación neuronal de la glía radial. [9] [24]
Al concluir el desarrollo cortical, la mayoría de las glías radiales pierden su unión a los ventrículos y migran hacia la superficie de la corteza, donde, en los mamíferos, la mayoría se convertirá en astrocitos durante el proceso de gliogénesis . [18]
Si bien se ha sugerido que la glía radial probablemente dé lugar a oligodendrocitos, a través de la generación de células progenitoras de oligodendrocitos (OPC), y las OPC pueden generarse a partir de células gliales radiales in vitro , todavía se necesita más evidencia para concluir si este proceso también ocurre en el cerebro en desarrollo. [18] [25]
Recientemente, también se han descubierto glías radiales que generan exclusivamente neuronas corticales de la capa superior. [8] Dado que las capas corticales superiores se han expandido mucho en la evolución reciente y están asociadas con el procesamiento de información y el pensamiento de nivel superior, las glías radiales se han implicado como mediadores importantes de la evolución cerebral. [26]
La función mejor caracterizada y la primera ampliamente aceptada de la glía radial es su papel como andamiaje para la migración neuronal en las cortezas cerebral y cerebelosa . Esta función se puede visualizar fácilmente utilizando el microscopio electrónico o la microscopía de lapso de tiempo de alta resolución , a través de la cual se pueden ver neuronas envueltas firmemente alrededor de la glía radial a medida que viajan hacia arriba a través de la corteza. [8] Evidencia adicional sugiere que muchas neuronas pueden moverse entre fibras gliales radiales vecinas durante la migración. [9]
Si bien la migración neuronal excitatoria es en gran medida radial , se ha demostrado que las neuronas inhibidoras GABAérgicas experimentan una migración tangencial . Las neuronas que migran tangencialmente también parecen iniciar el contacto con fibras gliales radiales en la corteza en desarrollo de los hurones, lo que implica a las células gliales radiales en ambas formas de migración. [9]
Como la glía radial parece diferenciarse tarde en el desarrollo de la médula espinal, cerca del inicio de la gliogénesis, no está claro si está involucrada en la neurogénesis o la migración de la médula espinal. [8]
La glía radial también ha sido implicada en la formación de límites entre diferentes tractos axónicos y áreas de materia blanca del cerebro. [8] [27]
Como la glía radial actúa como progenitora neuronal y glial primaria en el cerebro, además de ser crucial para la migración neuronal adecuada, los defectos en la función glial radial pueden tener efectos profundos en el desarrollo del sistema nervioso.
Las mutaciones en Lis1 o Nde1, proteínas esenciales para la diferenciación y estabilización de la glía radial, causan las enfermedades asociadas del desarrollo neurológico lisencefalia y microlisencefalia (que literalmente se traducen como "cerebro liso"). Los pacientes con estas enfermedades se caracterizan por una falta de pliegues corticales ( surcos y circunvoluciones ) y un volumen cerebral reducido. Los casos extremos de lisencefalia causan la muerte unos meses después del nacimiento, mientras que los pacientes con formas más leves pueden experimentar retraso mental, dificultad para mantener el equilibrio, déficits motores y del habla y epilepsia . [8]
Recientemente se ha relacionado la muerte de células progenitoras neuronales con el virus Zika , transmitido por mosquitos . [28] La evidencia epidemiológica indica que la infección del embrión durante los dos primeros trimestres del embarazo tiene el potencial de causar defectos de nacimiento fetales y microcefalia , [29] posiblemente debido a la muerte de células progenitoras. Además, las mutaciones en genes asociados a la microcefalia que codifican proteínas como WDR62 pueden provocar un agotamiento de la glía radial durante el desarrollo cerebral, lo que en última instancia conduce a un tamaño cerebral más pequeño y discapacidades mentales. [30]
Camillo Golgi , utilizando su técnica de tinción de plata (más tarde considerada el método de Golgi ), describió por primera vez células orientadas radialmente que se extienden desde el canal central hasta la superficie externa de la médula espinal del pollo embrionario, en 1885. [31]
En 1888, Giuseppe Magini, utilizando el método de Golgi, estudió la corteza cerebral fetal de los mamíferos y confirmó la presencia similar de células radiales alargadas en la corteza (también descritas por Kölliker justo antes que él) y observó “diversas varicosidades o hinchazones” en las fibras radiales. Intrigado, Magini también observó que el tamaño y la cantidad de estas varicosidades aumentaban más tarde en el desarrollo y estaban ausentes en el sistema nervioso adulto. Basándose en estos hallazgos, Magini planteó la hipótesis de que estas varicosidades podrían ser neuronas en desarrollo. Utilizando un método combinado de tinción con Golgi y hematoxilina , Magini pudo identificar estas varicosidades como células, algunas de las cuales estaban muy estrechamente asociadas con las fibras radiales. [31]
Otros trabajos tempranos que fueron importantes para dilucidar la identidad y función de la glía radial fueron completados por Ramón y Cajal , quien primero sugirió que las células radiales eran un tipo de glía a través de sus similitudes con los astrocitos; [8] y Wilhelm His , quien también propuso la idea de que los axones en crecimiento pueden usar células radiales para orientación y guía durante el desarrollo. [31]
A pesar del período inicial de interés en la glía radial, se aprendió poca información adicional sobre estas células hasta que el microscopio electrónico y la inmunohistoquímica estuvieron disponibles unos 60 años después. [31]
Lista de los distintos tipos de células del cuerpo humano adulto