Um estudo liderado pela Stanford Medicine, nos Estados Unidos, e publicado nesta semana na revista Nature Neuroscience desafia uma premissa que dominou a neurociência por décadas: a de que o cérebro se origina de uma única célula progenitora.
A pesquisa revela que o cérebro humano é, na verdade, composto por dois sistemas nervosos distintos que evoluíram independentemente ao longo de centenas de milhões de anos.
De acordo com o estudo, a parte mais primitiva, o rombencéfalo, ou tronco cerebral, controla funções automáticas essenciais, como batimentos cardíacos, respiração, pressão arterial e sono.
Já a outra, a mais recente, o prosencéfalo e o mesencéfalo, é responsável por capacidades consideradas distintamente humanas, como linguagem, raciocínio abstrato e a capacidade de questionar as próprias origens.
Duas células, dois destinos
A descoberta surgiu quando os estudantes de pós-graduação Carolyn Dundes e Rayyan Jokhai, coautores principais do estudo, analisaram embriões de camundongos durante a gastrulação, o estágio mais inicial do desenvolvimento embrionário.
Eles identificaram duas populações celulares separadas: uma, marcada pelo gene Otx2, destinada a formar o prosencéfalo e o mesencéfalo; e outra, marcada pelo gene Gbx2, comprometida exclusivamente com a formação do rombencéfalo. As duas populações nunca se sobrepõem.
Mais do que simplesmente ocupar territórios diferentes, as células empacotam seu DNA de maneiras fundamentalmente distintas desde os primeiros estágios, o que as “trava” em seus respectivos destinos de desenvolvimento.
“Mostramos pela primeira vez que a parte frontal do cérebro tem origem numa célula progenitora totalmente diferente da parte posterior”, afirmou Kyle Loh, professor associado de Biologia do Desenvolvimento da Stanford e autor sênior da pesquisa.
Com base nessa compreensão, a equipe conseguiu, pela primeira vez, induzir células-tronco pluripotentes humanas a se tornarem neurônios motores funcionais do rombencéfalo.
As células cultivadas em laboratório exibiram todos os marcadores de autenticidade: apresentaram ondas de atividade elétrica (potenciais de ação) e produziram proteínas características dos segmentos do rombencéfalo que controlam os músculos da face e da deglutição.
“Tentativas anteriores de criar neurônios do rombencéfalo provavelmente tentaram transformar progenitores do prosencéfalo e do mesencéfalo em células do rombencéfalo, o que nosso estudo mostra que não é possível”, explicou Jokhai.
Por que isso é bom?
De acordo com especialistas, a capacidade de produzir grandes quantidades de neurônios motores do rombencéfalo em laboratório abre um novo caminho para o estudo de doenças neurodegenerativas que destroem especificamente essas células, como a esclerose lateral amiotrófica (ELA) e a atrofia muscular espinhal (AME).
“Agora temos um modelo para melhor entender essas doenças devastadoras e trabalhar em direção a terapias regenerativas. Isso é uma nova fronteira muito empolgante na pesquisa cerebral”, afirmou Jokhai.
Pesquisadores do California Institute of Technology e da University of California, contribuíram para o estudo. O artigo é intitulado “Two Parallel Neural Ectoderm Progenitors Contribute to the Developing Brain“.
