Durante séculos, o cérebro humano foi tratado como um único órgão, formado a partir de uma origem comum. Uma nova pesquisa da Universidade Stanford, porém, propõe uma visão diferente: nosso cérebro seria um órgão composto, resultado da combinação de dois sistemas nervosos antigos que seguiram caminhos separados durante a evolução.
O estudo, publicado na revista Nature Neuroscience, identificou duas populações distintas de células progenitoras responsáveis pela formação de diferentes regiões cerebrais. Segundo os pesquisadores, essa divisão pode ter sido preservada ao longo de aproximadamente 550 milhões de anos de evolução.
Duas origens diferentes dentro do mesmo cérebro
A descoberta sugere que a parte frontal e a parte posterior do cérebro não surgem exatamente da mesma linhagem celular.
Um dos sistemas está relacionado ao prosencéfalo e ao mesencéfalo. Essas regiões participam de funções cognitivas complexas, incluindo linguagem, consciência, raciocínio abstrato e outras capacidades associadas ao comportamento humano.
O outro sistema origina o rombencéfalo, região evolutivamente mais antiga associada a funções fundamentais para a sobrevivência, como respiração, frequência cardíaca, pressão arterial e sono.
Kyle Loh, professor associado de Biologia do Desenvolvimento em Stanford e autor sênior do estudo, afirma que a pesquisa demonstrou pela primeira vez que essas regiões têm origem em células progenitoras diferentes.
Isso muda uma ideia tradicional sobre a formação do sistema nervoso: em vez de todas as partes do cérebro derivarem de um único progenitor neural, elas podem surgir de duas linhagens independentes que posteriormente passam a funcionar como uma estrutura integrada.
A separação começa ainda no embrião
Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores analisaram os primeiros estágios do desenvolvimento embrionário de camundongos.
Durante a gastrulação, uma das fases iniciais da formação do embrião, a equipe identificou duas populações diferentes de células progenitoras neurais.
Uma delas dá origem ao prosencéfalo e ao mesencéfalo. A outra produz o rombencéfalo.
Segundo os cientistas, essas populações não se sobrepõem durante as primeiras etapas do desenvolvimento. Elas permanecem separadas e seguem trajetórias paralelas.
A equipe também encontrou diferenças na cromatina dessas células. A cromatina é a estrutura responsável por organizar o DNA e controlar quais genes podem ser ativados em determinado momento.
Essas diferenças moleculares reforçam a ideia de que os dois grupos celulares já estão destinados a produzir regiões distintas do cérebro desde fases muito precoces.
Cientistas conseguem produzir neurônios do rombencéfalo
A descoberta também resolveu um problema enfrentado há anos pelos pesquisadores.
Tentativas anteriores de produzir determinados neurônios do rombencéfalo em laboratório apresentavam dificuldades porque os cientistas tentavam transformar progenitores ligados ao prosencéfalo e ao mesencéfalo em células da região posterior.
O novo estudo indica que esse caminho não funciona porque as células pertencem a linhagens diferentes.
Com essa informação, a equipe conseguiu induzir células-tronco pluripotentes humanas a se transformar em neurônios motores funcionais do rombencéfalo.
Na prática, isso permite cultivar essas células em laboratório e estudá-las sem precisar obter diretamente tecido do tronco encefálico de pacientes vivos.
Descoberta pode ajudar pesquisas sobre ELA e outras doenças
A possibilidade de produzir essas células pode ser especialmente importante para estudar doenças que afetam neurônios motores, como a atrofia muscular espinhal e a esclerose lateral amiotrófica (ELA).
Até agora, investigar diretamente determinadas células do tronco encefálico humano era complicado devido à dificuldade de obter amostras de pacientes.
Com modelos produzidos a partir de células-tronco, cientistas poderão observar melhor o que acontece quando esses neurônios adoecem e testar possíveis estratégias terapêuticas.
As implicações podem ir além das doenças neurodegenerativas.
O rombencéfalo também possui circuitos envolvidos no controle da fome e do metabolismo. Alguns deles participam dos mecanismos afetados por medicamentos baseados em semaglutida, princípio ativo utilizado no tratamento do diabetes tipo 2 e da obesidade.
A descoberta oferece, portanto, uma nova ferramenta para investigar diferentes doenças e processos biológicos.
Mais do que isso, o trabalho propõe uma mudança na maneira de enxergar o próprio cérebro. Em vez de uma estrutura com uma única origem embrionária, ele pode ser entendido como um órgão composto por dois sistemas antigos, desenvolvidos separadamente e integrados pela evolução ao longo de centenas de milhões de anos.
[ Fonte: DW ]
