Uma investigação da Universidade de Stanford identificou duas populações distintas de células que dão origem a diferentes regiões do cérebro. A descoberta, baseada no estudo de embriões de ratos, permitiu produzir neurónios motores do rombencéfalo em laboratório, a partir de células estaminais humanas.
O trabalho foi publicado em 18 de setembro na revista Nature Neuroscience e tem como autor sénior Kyle Loh, professor associado de Biologia do Desenvolvimento. Carolyn Dundes e Rayyan Jokhai, estudantes de pós-graduação, são as primeiras coautoras.
“Demonstrámos pela primeira vez que a parte frontal do cérebro tem origem numa célula progenitora totalmente diferente da parte posterior”, afirmou Kyle Loh, citado no comunicado da universidade divulgado pela Lusa.
Duas populações de células seguem percursos diferentes
Ao analisar os primeiros momentos do desenvolvimento embrionário de ratos, a equipa identificou uma população de células progenitoras destinada a formar o prosencéfalo e o mesencéfalo. Outra população dá origem ao rombencéfalo, seguindo um percurso paralelo, em vez de se ramificar a partir do primeiro.
Segundo o comunicado de Stanford, “estas duas populações de células nunca se sobrepõem” e “são mutuamente exclusivas desde as fases iniciais do desenvolvimento”. A distinção diz respeito, assim, à origem e ao desenvolvimento das diferentes regiões cerebrais.
A universidade interpreta os resultados como uma combinação de “dois sistemas nervosos antigos”. Enquanto o prosencéfalo está associado a funções como a linguagem, a consciência e o raciocínio abstrato, o rombencéfalo participa no controlo de funções essenciais, incluindo a respiração, o ritmo cardíaco e o sono.
Os investigadores sugerem que esta organização poderá refletir percursos evolutivos distintos, preservados ao longo de centenas de milhões de anos. No artigo científico, descrevem o cérebro como um órgão composto, formado a partir dessas duas populações de células progenitoras.
Descoberta ajuda a explicar dificuldades no laboratório
A identificação dos dois percursos oferece uma explicação para as dificuldades em produzir determinados neurónios do rombencéfalo em laboratório.
“As tentativas anteriores de criar neurónios do rombencéfalo provavelmente tentaram transformar progenitores do prosencéfalo e do mesencéfalo em células do rombencéfalo, o que o nosso estudo mostra que não é possível”, explicou Rayyan Jokhai, referindo-se aos percursos celulares investigados.
Com base nos resultados, a equipa conseguiu orientar células estaminais pluripotentes humanas — capazes de originar diferentes tipos de células do organismo — para a formação de neurónios motores funcionais do rombencéfalo.
“A nossa descoberta significa que agora podemos cultivar neurónios da parte posterior do cérebro, o rombencéfalo, numa placa de Petri e estudar as suas funções”, acrescentou Kyle Loh.
Novo modelo poderá apoiar investigação sobre doenças neurológicas
A possibilidade de cultivar estas células abre novas perspetivas para estudar doenças que podem afetar o tronco cerebral, como a atrofia muscular espinhal (AME) e a esclerose lateral amiotrófica (ELA), também conhecida como doença de Lou Gehrig. A dificuldade de obter tecido desta região de doentes vivos tem limitado a investigação, explica a universidade.
“Temos agora um modelo para compreender melhor estas doenças devastadoras e trabalhar no desenvolvimento de terapias regenerativas para as mesmas”, afirmou Jokhai, classificando o resultado como “uma nova fronteira muito entusiasmante na investigação cerebral”. Trata-se de uma ferramenta de investigação, não de um tratamento já disponível para os doentes.
O comunicado aponta também possíveis aplicações no estudo da obesidade, uma vez que o rombencéfalo contém circuitos envolvidos na regulação da fome, relevantes para compreender a ação de medicamentos como a semaglutida.
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