Jorge Hernández, el científico que buscó descifrar la programación del cerebro fetal

Por Armando Bonilla

Ciudad de México, 13 de julio de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Cuando era joven y decidió estudiar medicina se propuso convertirse en investigador en materia de neurodesarrollo, y aun cuando su situación económica no era la más holgada, eso no lo detuvo, se esforzó, echó mano de las becas que tuvo a su alcance y pudo incluso formarse en el extranjero hasta convertirse en uno de los científicos mexicanos pioneros en el estudio del desarrollo cerebral en etapa fetal.

Él es Jorge Hernández Rodríguez quien, incluso jubilado como investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), se mantiene activo como profesor de la división de posgrado en la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Querétaro, donde busca motivar a nuevos talentos a que se interesen en la investigación biomédica, básico-clínica, para que den continuidad al trabajo realizado durante más de 40 años, donde aún quedan muchas preguntas por responder y otras más por ser planteadas.

La Agencia Informativa Conacyt entrevistó en exclusiva al otrora investigador, quien fuera miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) desde que el sistema se fundó en 1984 hasta su jubilación del Cinvestav en 2016. Durante la charla, el doctor describió cómo fueron sus primeros contactos con el quehacer científico formal, esos encuentros que derivaron en una importante línea de investigación que arrojó interesantes hallazgos sobre los procesos neuronales del cerebro en etapa fetal.

La ruta hacia la investigación científica

“Durante la preparatoria elegí la carrera de medicina, no hubo un momento particular que recuerde me llevara a esa decisión, pero sí recuerdo estar convencido de que eso estudiaría, supongo fue una especie de vocación natural”. Una vez tomada esa decisión, la ruta que siguió la formación del doctor fue la carrera en la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); de hecho formó parte de la primera generación que cursó la licenciatura completa en las instalaciones de Ciudad Universitaria.

Al concluir su licenciatura realizó una especialidad de tres años en pediatría en el Centro Médico Nacional y posteriormente una estancia de entrenamiento en enzimología clínica en la Unidad de Genética y Bioquímica del Hospital de Niños Necker de París, Francia. En su deseo de seguirse formando como investigador, consiguió una beca de la Unesco para realizar una estancia que le permitió obtener el grado de doctor.

Se trató de un doctorado en ciencias médicas con especialidad en fisiología y bioquímica del desarrollo, el cual cursó en uno de los institutos de ciencias de la extinta Checoslovaquia. Al terminar, consiguió una posición como profesor en la Facultad de Medicina de la UNAM y durante esa etapa se le presentó la oportunidad de realizar una estancia posdoctoral en la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos.

Durante la estancia colaboró en un estudio sobre biogénesis de mitocondrias; a su regreso a la Facultad de Medicina, tras algunos años, esa formación le valió ser invitado a colaborar en una de las instancias del Instituto de Fisiología de la Academia Checoslovaca de Ciencias durante un año, donde generó vínculos que le permitieron sumarse como investigador invitado a una de las unidades de neurobiología del INSERM-CNRS en París.

Después de cuatro años de trabajo en Francia, fue repatriado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) que le consiguió una posición como investigador en el Cinvestav del Instituto Politécnico Nacional (IPN). “Arribé a un departamento que en ese entonces se acababa de fundar llamado de Neurociencias, donde tuve la oportunidad de iniciar mi propio laboratorio en neurodesarrollo, es decir, desarrollo cerebral”.

Nuevo conocimiento, su legado

Su primer proyecto formal de investigación lo realizó en el Laboratorio de Nutrición Experimental —a cargo del doctor Joaquín Cravioto— del Hospital Infantil de México y consistió en perfeccionar técnicas para el estudio de algunas enzimas relacionadas con la síntesis de colesterol cerebral durante el desarrollo, a partir del nacimiento, estudio que llevó a cabo a través de un modelo animal.

Una vez que se suma a la Academia Checoslovaca de Ciencias, como parte de su tesis doctoral estudió la actividad circádica de enzimas relacionadas con la síntesis de la molécula melatonina en ratas recién nacidas. “Mi siguiente paso, después de haberme entrenado en las vías sintéticas de algunos neurotransmisores (catecolaminas e indolaminas), fue estudiar el desarrollo temprano de aminoácidos involucrados en la fabricación de neurotransmisores cerebrales” .

Esa idea sentó las bases de sus futuros proyectos de investigación y en paralelo cimentó su línea de investigación más importante: el entendimiento del desarrollo de procesos cerebrales en la etapa fetal. “El periodo fetal había estado muy abandonado en esa época, no se habían realizado estudios al respecto y nos dimos a la tarea de conocer el sistema cerebral en etapas tempranas de desarrollo, en etapa prenatal”.

Como parte de este trabajo y gracias a una serie de experimentos realizados en ratas recién nacidas, el doctor y su grupo lograron describir una serie de características del sistema de neurotransmisión que llamó su atención porque identificaron que estaba presente en el cerebro prenatal, y hasta ese entonces no lo sabían, y después porque querían definir cómo funcionaba. Se trató del sistema serotoninérgico.

A partir de esa nueva información, en sus siguientes pasos el doctor logró describir cómo funcionaba el sistema, desde el punto de vista de su mecánica bioquímica y molecular, en el cerebro fetal. “Por qué hacer todo eso, porque una vez que entendimos su funcionamiento normal, pudimos plantear preguntas en torno a lo que pasa si el sistema es modificado experimentalmente”.

A partir de ese momento, la primera pregunta planteada fue entender qué está haciendo un sistema que funciona como neurotransmisor en el adulto en un cerebro (fetal) donde todavía no hay sinapsis. “Nuestra hipótesis fue que funcionaba en un proceso de neurogénesis —formación del cerebro— y decidimos alterarlo, experimentalmente, para saber si éramos capaces de alterar la formación cerebral en etapas tempranas”.

A través de una serie de experimentos en torno a esa hipótesis y esa pregunta, aplicaron un modelo de alteración de los precursores —aminoácidos presentes en la dieta de los mamíferos y humanos— que les permitió comprobar que el cerebro fetal toma uno de los precursores el aminoácido llamado L-triptófano de la aportación transplacentaria —nutrimentos que le da la madre— y que es capaz de fabricar el neurotransmisor.

A partir de esa información se preguntaron cómo es que el cerebro fetal maneja esa molécula, es decir, el neurotransmisor, y para qué la quiere.

“A través de una serie de trabajos y experimentos, encontramos que las células del cerebro fetal son capaces de reconocer al precursor, incorporarlo a su metabolismo interno y fabricar serotonina”.

Ya que comprobó que la célula fetal sintetiza la serotonina, identificó también que la neurona fetal es capaz de tomar el precursor y meterlo en la vía sintética para fabricar la molécula del neurotransmisor, es decir, la serotonina. La siguiente pregunta fue saber si la molécula libera el precursor.

“A través de un modelo experimental in vitro —el precursor marcado a través de un radioisótopo para seguirlo—, estudiamos cómo es tomado por las células y después cómo lo liberan. Durante ese trabajo, en colaboración con otro colega del Cinvestav, demostramos que la molécula se libera en función de calcio y de potasio y es recapturado dependiendo del sodio”.

Siguiendo esa dinámica de descubrimientos y planteamientos de nuevas preguntas, continuó avanzando hasta replicar en un modelo animal la insuficiencia fetoplacentaria —patología que ocasiona que el feto reciba menos oxígeno y nutrientes por parte de la madre— para alterar la disponibilidad de los nutrimentos, en particular el L-triptófano.

Ese modelo arrojó que el precursor, administrado por vías distintas a la tradicional, que son los nutrimentos de los alimentos, traspasa la barrera placentaria y llega al feto y a su cerebro. Y en el individuo experimental presentó una alteración importante en la síntesis de la serotonina cerebral.

“Eso es muy interesante porque se trata de una alteración que persiste en las ratas hasta su etapa adulta, cuando son sometidas a ese estrés en su dieta durante la etapa prenatal. Posteriormente ese conocimiento sirvió para estudiar los procesos de desarrollo en mujeres con insuficiencia fetoplacentaria, cuyos fetos presentaron insuficiencias de crecimiento desde la etapa prenatal, es decir, bebés que nacen con peso menor.

“A través de pruebas indirectas, no invasivas, descubrimos una alteración en la síntesis y en la función del neurotransmisor a nivel cerebral, la cual derivaba en la activación de todas las vías sintéticas de manera simultánea”. En esta etapa de la investigación, la colaboración del grupo del doctor Gabriel Manjarrez, de Centro Médico Nacional Siglo XXI, fue muy importante.

No obstante, el ciclo de investigación para el doctor concluyó y su objetivo actual es que la serie de descubrimientos en torno a su línea de investigación continúe por alguno de los alumnos que actualmente forma desde su posición en la Universidad Autónoma de Querétaro.