El nudo embrionario: del circuito de Jakob al genoma humano

Christofredo Jakob (1866-1956), un formado investigador alemán en neurociencia, que, a la sazón, se elevaría como el primer neurocientífico argentino, en 1899 es contratado por nuestro país, a través de gestiones académicas y gubernamentales, en la necesidad de despuntar una enseñanza metódica y meticulosa del sistema nervioso, imprescindibles para una práctica médica neuropsiquiátrica científica. A partir de entonces, en silencio y con franciscana paciencia, en la intimidad de su laboratorio, cimentó la investigación sistemática del sistema nervioso.

Transitando los primeros años del siglo XX, Jakob describió en el cerebro un territorio que será blanco de numerosas investigaciones décadas posteriores, por su significado funcional y patológico. Descubrió el centro visceral (1907-1910), con las implicancias fisiológicas que representa: síntomas viscerales en procesos emocionales, es decir, el camino recorrido por la energía nerviosa desde las entrañas hasta las estructuras subcorticales desde donde es irradiada a la corteza cerebral, no sin antes ser transformada al menos tres veces (Jakob, 1910). El Atlas del cerebro de los mamíferos de la República Argentina (1913), proveyó la información neuroevolutiva distintiva de los animales con procesos superreflejos de los que aflora la entonación afectiva. Erróneamente adjudicado a James Papez en 1937, en honor a la verdad histórica de la Ciencia, podríamos llamarlo “Circuito de Jakob”, pues sentó las bases para una metódica investigación de la emocionalidad.

Por aquellos años, también realizó la primera cuantificación neuronal, primero de la corteza (1909) y posteriormente de casi todas las estructuras del sistema nervioso (técnica que asombró al mundo y por cuyos números se consolidó como un referente internacional). Asimismo, demostró el axioma inalienable de que estructura y función son inseparables (máxima que los neurocientíficos fueron admitiendo en décadas recientes), exponiendo la doble función sensomotriz de la corteza cerebral (1912), hecho de envergadura fisiopatológica, que, podría decirse, fue un estudio precursor para las neuronas espejo.

Asimismo, desarrolló un cultivo artificial del cerbero (1914) - probablemente conocedor de las prácticas de Alexis Carrel, 1912 - y expresó el concepto de epigenética (1918), muchas décadas antes de su desarrollo más formal y de importancia.

Siendo profesor destacado de la UBA y UNLP, en 1923, Jakob publica Elementos de Neurobiología, “un ensayo sintético de los elementos de la neurobiología actual reuniendo y discutiendo los hechos y teorías… en neurobiología comparada, genética, experimental y patológica… así podemos informarnos sobre el sendero que conduzca a la orientación y solución de los múltiples problemas neurobiológicos actuales y preparar por lo menos el acceso al misterio que envuelve todavía casi totalmente una psicobiología orgánica futura.” Desde la introducción al método científico, hasta los elementos de neuro y psicopatología, cada tema tratado significó un impacto a las neurociencias.

Destacaron, también, sus conceptos y estudios sobre la fisiología de la memoria (1933), a la par de los detalles y explicaciones que esbozó sobre la trasmisión nerviosa a través de procesos físico-químicos, casi una década antes de que se acuñara el término neurotransmisores.

La vanguardia en investigaciones y rigurosidad científica de Christofredo era rotunda y la lista sigue; pero, una gran sorpresa nos deparó su genialidad cuando supimos de los aportes que realizó en el campo de la genética. ¿Cuál fueron estos aportes?

En el nuevo milenio, el Proyecto Genoma Humano dio a conocer que una veintena de miles de genes proporcionan el código de la vida. Entre 22 y 28 mil, el número oscila en este eje, sujeto a revisión desde entonces. La humanidad celebró la comprometida investigación que llevaba un siglo, ya que desde que George Mendel (1822-1884), investigara la herencia, a través de la experimentación con plantas de guisantes, y tras el redescubrimiento de su publicación por William Bateson (1861-1926), las Leyes de Mendel marcaron el rumbo. En 1911, Alfred Sturtevant (1891-1970) trascendió la tecnología de su época, creando el primer mapa genético animal en la Drosophila (un tipo de moscas pequeñas). Y, a mediados de siglo, la trilogía científica compuesta por Rosalind Franklin (1920-1958), quien estudió y fotografió por difracción la estructura del ADN, y James Watson (1928) y Francis Crick (1916-2004), comprobaron la estructura del ADN como una doble hélice. Los antecedentes y resultados del Proyecto parecen ser contundentes; sin embargo, son incompletos.

Jakob, desde sus inicios en el país, impulsaba la investigación de la embriología, ya que consideraba que la única manera de saber cómo está estructurado y funcionando un órgano, era analizando minuciosamente su desarrollo (hasta la fecha, cientos de preparados histológicos de embriología y del sistema nervioso, aún aguardan, en silencio, a la espera de su redescubrimiento por jóvenes entusiastas en una cajonera de su primer laboratorio).

Él sabía de la perentoria urgencia de incorporar la embriología en los estudios curriculares de a la carrera de Medicina y, en 1919, cuando es designado Titular de la Cátedra de Anatomía Descriptiva en la UBA, presenta su programa de estudios, que incluía esta disciplina. Los ecos de la Reforma Universitaria (1918) que acababa de suceder, aunque bien recibida por Jakob, pusieron en jaque su plan. Los estudiantes, algunos aconsejados por profesores ignorantes de la embriología, pidieron su renuncia por considerar riguroso y extenso su programa. Accede Jakob a la petición estudiantil y desiste del cargo: “No me entendieron los alumnos y tampoco los profesores”. Pero no se resigna. Pide a la Facultad, el permiso para dar el curso libre, y, aceptado, por la siguiente década entusiasmados los oyentes llenaron los auditorios universitarios por la claridad y el nivel de sus clases magistrales, en tanto seguía y siguió trabajando en silencio en su laboratorio.

En los últimos años de 1930, Jakob inicia, junto a su hijo, el Dr. Alfredo Jakob y uno de sus más fieles discípulos y amigo, el Dr. Eduardo Pedace, el armado definitivo de una de sus obras más trascendentes: El embrión humano (3 Folletos publicados entre 1942 y 1945), por el que, paradójicamente a aquel contexto, gana el Premio Holmberg de 1942. Con el Folleto II, donde por primera vez consigue documentar la fase del nudo embrionario humano (décimo día), como también el primer aspecto del sistema cardioneural (día 21), publica un estudio revolucionario y ¡predictivo para la época!: “La cigota, según estas cifras, contendría alrededor de 24.000 genes.”

Con estas palabras hace referencia al resultado de un minucioso análisis de los cromosomas de diferentes especies vegetales y animales, concluyendo con un número sorprendente de genes en el humano, 24.000, que, solo varias décadas posteriores, fue confirmado. Es loable que, con los métodos de estudio histológico de aquellos años, haya logrado tal exactitud. Los conocimientos de Jakob en química orgánica, le permitió modificar y mejorar las técnicas de tinción celular y nuclear habituales, alcanzando éxitos en sus estudios pocas veces visto. Por este y otros motivos, lo que allí analiza y su técnica, es histórica.

Dejamos un extracto del Folleto II. Los problemas de la embriología humana, 1942:

“Respecto del número total de genes característicos para el biotipo humano podríamos hacer el siguiente cálculo aproximativo: la cabeza del espermatozoide (núcleo haploide masculino) tiene el volumen de 3 x 2 x 2 micrones = 12.000 millones de doblemicrones cúbicos, así que a cada uno de los 24 cromosomas le correspondería, por término medio, 500 millones de doblemicrones cúbicos y cada cromosoma podría contener, calculando el gen como un complejo fermentativo diez veces más grande que un biomolato protoplasmático, por lo menos 500 genes. La cigota entonces, según estas cifras, contendría alrededor de 24.000 genes. De eso podríamos distribuir la mitad (12.000) como grupo genérico del biotipo vertebrado. La cuarta parte (6000) para el tipo mamífero. La octava parte (3000) al de primate y para el biotipo antropoide restarían así otros 3000 genes que se distribuirían, además de un pequeño subgrupo, en generadores de la raza, familia y finalmente de las particularidades del individuo.

Naturalmente que interpretamos tal agrupación de genes cigotarios, solo como la primera generación madre que daría origen a sucesivas series evolutivas hasta finalmente llegar a la última, la apta para su función específica.

En cuanto a la distribución de genes según los diferentes sistemas somáticos, podríamos dividirlos, según el peso del adulto, de la siguiente manera:

El 60 % para el aparato kinetoplasmático (esqueleto, músculos, etc.);

El 30 % al sistema trofoplasmático (tubo digestivo, glándulas, etc.);

El 8 % al sistema neuroplasmático, y finalmente restaría el 2 % para el sistema germinoplasmático.

Esta disposición no tendría valor para la distribución de los genes en estado embriogenético donde el neuroplasma tiene un dominio mucho mayor, quedando pues este problema a resolver.

Además de que un número considerable de genes formaría el material regenerador que recién poco a poco y después del nacimiento, llena su función, constituyendo la llamada reserva orgánica capacitada para 20 o más equipos sucesivos.

Vaya esta consideración solo bajo título de ensayo para estudios ulteriores.

En cuanto a la pregunta de la ubicación de los genes dentro de los cromosomas y sus diferentes cualidades, recién una fisiopatología más perfeccionada de la herencia nos aclarara al respecto; únicamente se podrá aducir que se trata de generaciones sucesivas de genes en las cuales una constelación de cualidades fisicoquímicas más generales engendra otra de mayores detalles, de manera que las primeras blastomeras representan todavía el total del complejo de genes (por ejemplo: las cigotas para gemelos uniovulares) y sucesivamente se separan los grupos para los órganos embriotróficos de los destinados a los embrioformativos, etc., así que debe admitirse una traslación sucesiva de genes órganoformativos como veremos más adelante (determinación prospectiva).”

En el Folleto III: El proceso real de la gastrulación en un embrión con dos somitos.1945, reflexiona: “(…) No existe realmente una conciencia en sí, sino series de procesos, bautizados conscientes caracterizados y ligados entre sí por la intensidad de su entonación afectiva, y, en segundo lugar: ¡tener algo en la conciencia no significa absolutamente nada respecto de su realidad existencial en concreto!

(…) Así como en la esfera vegetativa es la asimilación el poder central, invisible, en lo espiritual lo es el sentimiento y no el intelecto.”

La Fundación Azara prontamente publicará una biografía profunda de su vida: Mikrokosmos, Christofredo Jakob y el inicio de la neurociencia argentina.

En el Día del Neurocientífico argentino, honramos nuevamente tanta labor de bien.

Caccuri, médico neurólogo, neurocirujano, psiquiatra y neuropatólogo; Molina, biógrafa de Christofredo Jakob