Las nanopartículas son partes de elementos químicos con menos de 100 nm de diámetro, son destinados a industrias y productos de uso doméstico (oro, plata, cobre, platino, magnesio, níquel, zinc); se estudian los efectos de ellas en embriones humanos puesto que atraviesan bien la barrera hematoencefálica fetal y se sabe de alteraciones que provocan en gran cantidad de procesos metabólicos, a modo de virus, en el ADN del hospedador, en otras especies.^{(10, 14-17)} De los fármacos y tóxicos es redundante referirse a ellos como factores que interfieren el desarrollo normal, al igual que zoonosis parasitarias, virus y otros patógenos.⁽¹⁸⁾ (Figura 3).

Figura 3. Microfoto. H.E. Izq.: Grupo de taquizoitos de Toxoplasma gondii, es la forma invasiva y de reproducción asexuada de este protozoario apicomplexo. Der.: Inclusiones de Citomegalovirus con halo perinuclear claro típico, en células pulmonares infectadas.

Diferenciación: cuando las células cambian de forma y de funciones –o las adquieren distintas a su origen-, con memoria que se transmite a las células hijas. Crecimiento es modificación positiva de peso, volumen y/o área; es mediado por factores de crecimiento (FC): epidérmico, neuronal, de insulina, fibroblástico, de eritropoyetina, de tejido conectivo, etc. Migración es la cinética resultante de reubicación celular, ocurre por adherencia o por reconocimiento celulares; para ello la fibronectina guía el traslado y el colágeno revela el sitio definitivo; la adhesividad depende de moléculas glicoproteicas de adhesión que desaparecen al inicio de la migración y se activan al llegar al sitio de destino.^{(19, 20)}

Inducción es cuando las células o estructuras embrionarias influyen para que otras se diferencien o mueran, por ejemplo, la proteína FRA-2 induce la diferenciación de queratinocitos a células constituyentes de la epidermis.⁽²¹⁾ Son inductores neurales: el ácido retinoico, el factor de crecimiento fibroblástico, el factor de crecimiento transformador (TGF) que incluye a las proteínas BMP o morfogenéticas óseas, el factor Sonic hedgehog que actúa también en la diferenciación neuronal motriz de astas anteriores medulares, el TGF-B que hace lo mismo con las neuronas de las posteriores.^(22-25)

Los mecanismos de inducción necesitan de un control o señalización endógena, molecular, la cual es también controlada genéticamente, sirven para que la señal llegue a su sitio diana y que lo haga en el tiempo adecuado y con la duración apropiada; se vale para ello de activación o inhibición según el caso, de receptores, proteincinasas, tirosincinasas, serina treoninacinasas, presencia de gradientes de difusión, reconocimiento de la diana específica, mediación de señalizadores como nogina y cordina, etc.

La apoptosis o muerte programada permite que otro grupo celular sobreviva, ejemplos: parte de cola embrionaria, las formaciones faríngeas, parte de notocorda; hay varios inductores de apoptosis conocidos: mitocondriales (regulados por proteínas proapoptósicas Bcl-2 y otras), extracelulares (factor de necrosis tumoral, por ejemplo) y factores que la controlan, como el complejo cisteinil-aspartato, y otras proteasas que activan a las endonucleasas.^{(26, 27)}

Aunque todas las células tienen el mismo cariotipo (salvo los gametos), las características propias de cada espécimen (expresión genética) permite la diferenciación celular con diversidad citológica y funcional; frecuentemente se producen cambios heredables que modifican la expresión de los genes sin alterar la secuencia del ADN, esas innovaciones –estudiadas por la Epigenética y que pueden persistir en varias generaciones- pueden deberse a factores ambientales que van desde la dieta, las adicciones, las enfermedades a las que se exponen, influencia geográfica o la polución del medio (es decir, causas ambientales), hasta la edad o el sexo. La expresión genética es un proceso esencial para mantener la diferenciación de las células, tanto en su estructura como en su función pues cuando ellas nacen portan el mismo contenido genético, pero al desarrollarse divergen hasta convertirse en células diferentes debido, en parte, a los cambios epigenéticos de su ADN.

Los cambios epigenéticos en el neurodesarrollo temprano ocurren por modulación de la actividad de genes: activación o inactivación de la transcripción de uno o varios genes o grupos de ellos silenciados cuando otros están expresándose en ciertos períodos de tiempo, los más comunes son la metilación -que inhibe- y acetilación -que dinamiza- de aminoácidos de histonas (proteínas que forman el nucleosoma o eje de arrollamiento del ADN dentro de cromosomas) y la metilación del ADN.^(28,29)

La metilación del ADN es un proceso reversible mediante el cual la codificación genética puede ser interpretada de diferente manera según la etapa del desarrollo ^(30,31); es regido en buena parte por el gen methyl-CpG binding protein 2 (MECP 2) que muestra una normal variabilidad según el género, a nivel autosómico.^(32,33) Las uniones entre citosina y guanina (dinucleótidos CpG) son más abundantes en las áreas de inicio de transcripción génica (“islas CpG”), si allí la citosina se metila temporalmente a 5´-metil-citosina, se inactiva el proceso ^(28,29); esa misma metilación también influye en cambios trofoblásticos que culminan al lograr formarse la placenta, por lo que es un factor importante en la implantación del cigoto en el fondo uterino.⁽³⁴⁾ Actualmente se usan y siguen desarrollándose fármacos con principios epigenéticos para modificar metilaciones y acetilaciones en el transcurso de algunas enfermedades oncológicas.

Por otra parte, el medio interno debe mantener normal variabilidad de algunos elementos orgánicos: la disminución de la concentración de una molécula lipídica esteroidea hidrófoba, el colesterol neuronal hipocampal, está relacionada con el envejecimiento de esa estructura, sospechándose ahora que esto juega importante papel en la apoptosis temprana, así como también en las dificultades de aprendizaje y memoria de la senectud.⁽³⁵⁾ (Figura 4).

Figura 4. Molécula de colesterol, con cuatro carbociclos que forman un complejo ciclopentanoperhidrofenantreno con una cabeza polar (OH, a la izquierda) y una cola apolar de núcleos condensados, en el otro extremo.

La embriogénesis entonces se inicia al fusionarse el núcleo del espermatozoide con el del óvulo. Por lo anteriormente descrito, las células del nuevo ser vivo pasan por etapas de proliferación en número, migración hacia su destino final, diferenciación hacia su aspecto definitivo, crecimiento en tamaño y maduración hasta lograr plenamente sus características funcionales.

La diferenciación ocurre porque hay gradientes de información posicional (concentraciones distintas moleculares) que son las que gobiernan la formación y evolución de nuestra simetría bilateral y nuestros ejes ánteroposterior y cráneocaudal; es influida por el medio interno (fármacos y otras sustancias químicas o biológicas, hormonas, etc.) y externo (radiaciones) por ser parte de un sistema biológico, es interdependiente y simultáneo, como lo es también el posterior neurodesarrollo –entendido como el desarrollo psiconeurológico, con la conducta y cognición siguiendo al desarrollo de la motricidad-.^(36,37) Por diferenciación es que hay diversidad celular y de tejidos. (Figura 5).

Figura 5. Microfoto. H.E. Tejidos diferenciados: epitelial glandular (Izq.) y nervioso (Der.).

El desarrollo humano normal tiene tres períodos: preembrionario, embrionario y fetal; clásicamente, se ha utilizado los Estadios Carnegie que toman en cuenta el día del desarrollo, los cambios ocurridos y la longitud en milímetros, se enumera desde el estadío 1 que es cuando el óvulo es fertilizado (primer día), la fase de mórula los días 2 y 3 (estadío 2), y así sucesivamente, hasta el día 57 con cabeza redonda y párpados fusionados, correspondiente al estadío 23, con 27-31 mm.⁽³⁸⁾ También se usan para medir la cronología del desarrollo temprano al número de somitas: a los 20 días hay entre 1 y 4 somitas, día 21: 4-7, 22: 7-10, 23: 10-13, 24: 13-17, 25: 17-20, 26: 20-23, 27: 23-26, 28: 26-29, 29: 29-34, 30: 34-35 somitas.⁽⁵⁾