18 de dezembro de 2023
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Várias equipes de pesquisa criaram um atlas do cérebro do rato. O mapa, que conta com mais de 5.300 aglomerados de células, deve ajudar a melhorar o tratamento de doenças cerebrais
Quantos agrupamentos de células diferentes existem no cérebro de um camundongo? Onde eles estão localizados e quais são suas funções? Uma grande equipe internacional de pesquisadores resolveu esse quebra-cabeça extremamente difícil e apresentou um atlas celular completo do cérebro do rato.
Especialistas da Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative Cell Census Network) documentaram mais de 5.300 agrupamentos de células diferentes, conforme relataram em um total de 10 artigos publicados em Natureza. Acontece que os aglomerados de células estão distribuídos em regiões específicas do cérebro e diferem dependendo da sua localização. Esta estrutura complexa do cérebro dos mamíferos é aparentemente o resultado de um longo processo evolutivo. Hongkui Zeng, diretor do Instituto Allen de Ciência do Cérebro Em seattle e co-autor de vários dos estudos, está convencido que o novo mapa cerebral permitirá aos pesquisadores finalmente ver como o cérebro está organizado.
Para os cientistas, a escolha do cérebro do rato doméstico (Mus musculus) é óbvio: o roedor é o organismo modelo por excelência na biologia e na medicina. Ele fornece a melhor maneira de criar um atlas exemplar do cérebro de um mamífero.
Os pesquisadores empregaram vários métodos analíticos para seus estudos, incluindo diferentes análises unicelulares. Estes podem ser usados para investigar a atividade genética das células cerebrais. Entre outras coisas, o objetivo era descobrir quais RNAs mensageiros (mRNAs) as células cerebrais dos ratos produziam. Com base nos vários fragmentos de RNA, os cientistas foram então capazes de deduzir quantos aglomerados de células diferentes existem naquele cérebro, porque cada um deles produz uma assinatura característica de moléculas de mRNA.
Ao mesmo tempo, a equipe também determinou a posição espacial das células no cérebro. Isto é o que torna este projeto gigantesco tão especial: todos os pesquisadores envolvidos não apenas mapearam “todo o cérebro do rato” pela primeira vez, mas também o fizeram usando transcriptômica espacial, permitindo que “os tipos de células fossem colocados em seu contexto de tecido nativo”, escreveu. neurologista Maria Antonietta Tosches, da Universidade de Columbia em um comentário que acompanha Natureza.
Os pesquisadores sequenciaram vários milhões de células e coletaram seus dados de localização no cérebro do roedor. A equipe então dividiu as células cerebrais em quatro níveis, compreendendo um total de 5.322 clusters. Os especialistas também mapearam como os grupos individuais interagem entre si e estão em contato com a ajuda de neurotransmissores e neuropeptídeos.
Os 10 estudos produziram uma infinidade de resultados. Nas profundezas do cérebro – nas áreas do hipotálamo, mesencéfalo e rombencéfalo – a gama de tipos de células é muito maior do que no córtex cerebral evolutivamente mais jovem. “Essas descobertas indicam que regras diferentes governam a diversidade neuronal em todo o cérebro, talvez porque cada região evoluiu sob diferentes restrições”, explicou Tosches no artigo. Natureza comentário. A diferença pode estar ligada ao facto de as partes do cérebro abaixo do córtex terem mudado menos ao longo da evolução do que as partes superiores – possivelmente porque as partes inferiores controlam mais funções básicas do corpo.
Os resultados dos novos estudos deverão também apoiar os planos existentes para mapear o cérebro humano. Um dos objetivos de toda essa pesquisa é melhorar o tratamento de doenças neurodegenerativas e distúrbios neurológicos. Sabe-se, por exemplo, que muitas doenças se desenvolvem em certas regiões do cérebro – possivelmente porque tipos específicos de células mudaram. Segundo Zeng, um atlas cerebral poderia ser usado para desenvolver terapias genéticas ou medicamentos direcionados diretamente às células e, assim, reduzir os efeitos colaterais dos medicamentos.
Os investigadores também esperam que o seu atlas estimule numerosos outros projectos de investigação. E descobrir a função das células e o seu papel nas doenças poderá manter a equipa ocupada durante os próximos 20 anos.
Este artigo apareceu originalmente em Spektrum der Wissenschaft e foi reproduzido com permissão.