Pesquisadores de Stanford identificam duas origens celulares do cérebro
Em embriões de camundongos, as linhagens ligadas a Otx2 e Gbx2 formam regiões distintas; a descoberta também orientou a produção de neurônios humanos em laboratório.
Resumo em 30 segundos
Pesquisadores identificaram duas linhagens celulares que, desde os primeiros estágios do embrião, dão origem a diferentes regiões do cérebro. Com base nessa distinção, a equipe produziu neurônios motores do rombencéfalo a partir de células-tronco humanas. O método pode ajudar a criar modelos para estudar ELA e AME, mas não é uma terapia disponível para pacientes.
Pesquisadores da Universidade Stanford identificaram que partes diferentes do cérebro se desenvolvem a partir de duas linhagens celulares distintas, já nos primeiros estágios do embrião. O estudo, publicado na revista Nature Neuroscience, também mostrou que esse conhecimento pode ajudar a produzir neurônios do tronco encefálico em laboratório para investigar doenças motoras.
A equipe analisou a gastrulação, fase inicial do desenvolvimento embrionário em que as células começam a assumir funções específicas. Em embriões de camundongos, encontrou um grupo de células progenitoras associado ao gene Otx2, que forma o prosencéfalo e o mesencéfalo, e outro ligado ao Gbx2, destinado ao rombencéfalo. As populações seguem trajetórias próprias e não se misturam.
Isso não significa que existam dois cérebros independentes. As regiões formadas por essas linhagens integram o mesmo órgão, mas têm origens embrionárias distintas. Os pesquisadores também observaram diferenças na cromatina — estrutura que organiza o DNA e influencia quais genes podem ser ativados —, compatíveis com os destinos diferentes das células.
O prosencéfalo, na parte anterior, está relacionado a funções cognitivas como consciência, linguagem e raciocínio. O mesencéfalo participa do controle dos movimentos, da atenção e das respostas a estímulos visuais e auditivos. Mais atrás, o rombencéfalo está ligado a funções automáticas, como respiração e batimentos cardíacos, e ao controle de músculos envolvidos na fala e na deglutição.
A distinção ajuda a explicar por que havia dificuldade para produzir neurônios do rombencéfalo em laboratório: tentava-se direcionar para esse destino células progenitoras voltadas a outras regiões. Com base nos resultados, a equipe conseguiu orientar células-tronco pluripotentes humanas — capazes de se transformar em diferentes tipos celulares — para formar neurônios motores funcionais do rombencéfalo. As células exibiram atividade elétrica e produziram proteínas características de neurônios que controlam músculos da face e da deglutição.
A técnica pode permitir a criação de modelos celulares para estudar a esclerose lateral amiotrófica (ELA) e a atrofia muscular espinhal (AME), doenças que afetam neurônios motores. Esses modelos podem ajudar a observar os efeitos das condições nas células e a testar possíveis tratamentos, embora não representem, por si só, uma terapia disponível para pacientes.
A equipe também encontrou padrões semelhantes de desenvolvimento do sistema nervoso ao comparar camundongos, galinhas, peixes-zebra e vermes-bolota. Os resultados sustentam a hipótese de que a divisão entre as linhagens tem origem evolutiva antiga. Os pesquisadores ainda investigam quando e por quais mecanismos sistemas nervosos ancestrais passaram a funcionar de forma integrada; outro passo previsto é estudar as origens do desenvolvimento da medula espinhal.
