Laboratorios de cuatro países europeos estudiarán la interacción entre física y biología para dar lugar al desarrollo y la forma de los organismos vivos, liderados por el investigador del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Víctor Borrell. Por ahora, se sabe que el plegamiento de la corteza cerebral requiere distintos tipos de células madre y del proceso de migración celular, controlados por programas genéticos. El nuevo proyecto UNFOLD, financiado por la convocatoria europea ERC Synergy Grants 2023, destinará un total de 10,8 millones de euros a conocer cómo influye en este proceso la mecánica, la biología celular y la genética.

Víctor Borrell. Fuente: Instituto de Neurociencias.

El proyecto UNFOLD ‘Desplegando la interacción dinámica entre procesos mecánicos y moleculares en el plegamiento cerebral’ es uno de los 37 beneficiarios de la convocatoria Synergy Grants 2023, a la que se presentaron 395 propuestas. Dotado con 10,8 millones de euros, será coordinado desde el Instituto de Neurociencias, ubicado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH y liderado por el investigador Víctor Borrell.

Esta financiación permitirá que destacados grupos de investigación aúnen diferentes habilidades, conocimientos y recursos para ampliar las fronteras del conocimiento. En esta convocatoria se prima el abordaje de preguntas de investigación ambiciosas que sólo puedan responderse mediante el trabajo coordinado de varios laboratorios. Los 37 grupos de investigación seleccionados recibirán 395 millones de euros para abordar algunos de los problemas de investigación más formidables a nivel mundial que abarcan una variedad de disciplinas científicas.

El laboratorio Neurogénesis y expansión cortical de Víctor Borrell realiza investigación fundamental sobre el desarrollo embrionario del cerebro y, en particular, en su crecimiento y plegamiento. Se trata de una característica del cerebro humano que, cuando es defectuoso, conlleva problemas muy graves de aprendizaje e intelectuales. El investigador, que ya obtuvo una Starting Grant del ERC en 2012 para desarrollar el proyecto CORTEXFOLDING, ha hecho hincapié en la importancia de este logro, que supone 2,8 millones de euros para el IN: “Ser beneficiarios de la Synergy Grant, que es la convocatoria más competitiva y mejor financiada de la ciencia europea, supone un gran respaldo para la actividad que hacemos y para consolidar nuestro liderazgo en este campo, especialmente al estar coordinada desde el IN”.

Al grupo de Borrell se sumarán los laboratorios dirigidos por Kristian Franze, director del Instituto de Física Médica e Ingeniería de Microtejidos de la Universidad de Erlangen-Nuremberg y del Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (ambos en Alemania), e investigador pionero en el campo de la mecanobiología cerebral; Laurent Nguyen, director científico electo del Centro GIGA de la Universidad de Lieja (Bélgica) y uno de los investigadores del desarrollo cerebral más acreditados en Europa; y Roberto Toro, un referente mundial en el desarrollo de modelos matemáticos del plegamiento cerebral y director de la Unidad de Neuroanatomía Aplicada y Teórica del Instituto Pasteur (Francia).

Hasta ahora los expertos conocen que el plegamiento de la corteza cerebral requiere la participación de múltiples tipos de células madre y procesos de migración celular, controlados por programas genéticos de desarrollo complejos. También son conscientes de que las propiedades mecánicas del tejido cerebral embrionario desempeñan un papel central en su plegamiento. Pero en conjunto, es clave que la mecánica, la biología celular y la genética se influyen mutuamente de forma constante y dinámica.

El proyecto UNFOLD abordará la cuestión del plegamiento cortical desde todos estos puntos de vista, con un interés especial en comprender su complejidad. Los resultados de los experimentos se enmarcarán en un modelo computacional global que los investigadores utilizarán para formular nuevas preguntas y hallar respuestas.

“Actualmente existe un gran interés por comprender el proceso del plegamiento cortical pero, debido a su gran complejidad, los grupos de investigación individuales nos hemos tenido que centrar en estudiar un aspecto concreto”, explica Víctor Borrell. El investigador destaca que gracias a la Synergy Grant los cuatro laboratorios podrán poner en común distintas capacidades y conocimientos para abordar campos de investigación que tradicionalmente se han estado ignorando.

El resultado de esta unión es un equipo integrado por cuatro laboratorios de especialistas en biología celular, evolución cerebral, ciencias físicas y modelos computacionales, generará atlas completos de todos los tipos celulares, programas de expresión genética, y fuerzas mecánicas a lo largo del desarrollo cerebral. “Juntos desvelaremos los misterios de cómo es la interacción entre física y biología para dar lugar al desarrollo y forma de los organismos vivos”, señala Borrell.

Los investigadores trabajarán con múltiples especies, desde anfibios a grandes mamíferos, con el fin de analizar cómo todos estos elementos interaccionan entre sí y dan lugar al plegamiento cortical.