La formación del sistema nervioso es uno de los procesos más complejos y delicados del desarrollo embrionario. Un estudio reciente ha identificado un mecanismo celular fundamental para que este proceso se lleve a cabo correctamente. El trabajo demuestra que un tipo poco conocido de reciclaje celular, denominado autofagia no canónica, desempeña un papel esencial en la construcción del tubo neural, la estructura embrionaria a partir de la cual se desarrollan el cerebro y la médula espinal.

Los resultados, obtenidos por el equipo liderado por Fernando Martín Belmonte en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), muestran que este mecanismo permite a las células reorganizar sus membranas y adoptar la arquitectura necesaria para formar una cavidad central. Cuando el proceso falla, el tejido pierde su capacidad de organizarse adecuadamente y no logra formar una estructura tubular normal.

El descubrimiento aporta una nueva perspectiva sobre cómo los tejidos embrionarios adquieren su forma y ofrece una herramienta prometedora para estudiar el origen de diversas malformaciones congénitas del sistema nervioso.

Cómo construyen las células una estructura tan compleja

Durante las primeras semanas del desarrollo embrionario, un conjunto de células se pliega y reorganiza para formar el tubo neural. Este proceso requiere una coordinación extraordinaria: las células deben cambiar de forma, desplazarse y reorganizar sus componentes internos para crear una cavidad central perfectamente definida.

Hasta ahora se sabía que la autofagia —un mecanismo mediante el cual las células reciclan y reutilizan parte de sus propios componentes— desempeñaba un papel importante en diversos procesos biológicos. Sin embargo, su papel en la formación de estructuras embrionarias complejas aún era poco conocido.

La investigación revela que existen al menos dos modalidades de autofagia que colaboran estrechamente durante la formación del tubo neural. Una de ellas, la denominada autofagia no canónica, actúa como un sistema especializado para remodelar las membranas celulares. La otra, conocida como autofagia canónica, favorece el crecimiento y la expansión de la cavidad que se forma en el interior del tejido.

Según muestran los resultados, ambas rutas desempeñan funciones complementarias y son necesarias para construir correctamente la arquitectura tridimensional del tubo neural.

Organoides humanos para observar el desarrollo en tiempo real

“Para estudiar este proceso, utilizamos organoides humanos de tubo neural. Estos modelos tridimensionales se generan a partir de células madre embrionarias y reproducen con gran fidelidad acontecimientos que tienen lugar durante las primeras fases del desarrollo humano”, comenta Fernando Martín Belmonte, autor de correspondencia del estudio e investigador del CBM.

Los organoides permiten observar fenómenos biológicos que resultan muy difíciles de estudiar directamente en embriones humanos. Gracias a ellos, el equipo pudo analizar, paso a paso, cómo las células reorganizan sus membranas y cómo las distintas formas de autofagia participan en la construcción del tejido.

Las observaciones mostraron que la autofagia no canónica es imprescindible para remodelar las superficies celulares que delimitan la cavidad central. Cuando este mecanismo se altera, las células no logran organizarse correctamente y la estructura pierde su forma característica.

Nuevas pistas para entender la espina bífida

Las alteraciones en la formación del tubo neural pueden dar lugar a defectos congénitos graves. Entre ellos se encuentra la espina bífida, una malformación que ocurre cuando el tubo neural no se cierra por completo durante el desarrollo embrionario.

Aunque el nuevo estudio no analiza directamente estas enfermedades, los resultados sugieren que los mecanismos celulares identificados podrían desempeñar un papel relevante en su aparición. Comprender cómo se construye correctamente el tubo neural es un paso esencial para identificar qué procesos fallan cuando surgen estas patologías.

Los investigadores destacan, además, el potencial de los organoides como plataforma experimental para estudiar las bases celulares y moleculares de estas alteraciones y explorar futuras estrategias de prevención o tratamiento.

Un nuevo papel para el reciclaje celular

Más allá de su relevancia para la biología del desarrollo, el trabajo redefine la función de la autofagia en el organismo. Tradicionalmente considerada un mecanismo destinado a eliminar y reciclar componentes celulares, esta investigación muestra que también puede actuar como una herramienta de construcción capaz de moldear tejidos y órganos en formación.

El hallazgo revela un principio fundamental de la biología: para construir órganos con la forma adecuada, las células no solo necesitan crecer y dividirse, sino también reorganizar cuidadosamente sus propias estructuras internas. La autofagia no canónica emerge así como un actor esencial en este proceso, ampliando nuestra comprensión de cómo se desarrolla el sistema nervioso desde sus etapas más tempranas.

Referencia

Baonza, G., Alfonso-Pérez, T., Quintana-Quintana, C. et al. The V-ATPase/ATG16L1 axis drives membrane remodeling during epithelial morphogenesis. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-73471-9