Pesquisadores da Universidade de Stanford concluíram que diferentes regiões do cérebro podem se desenvolver a partir de dois tipos distintos de células progenitoras. O achado sugere que o órgão evoluiu a partir de dois sistemas nervosos que se desenvolveram paralelamente e pode abrir novas possibilidades para o estudo de doenças neurológicas.
A pesquisa foi divulgada no periódico Nature Neuroscience no último dia 16. Os cientistas identificaram uma célula progenitora responsável pelo prosencéfalo e pelo mesencéfalo, regiões associadas ao pensamento complexo, à linguagem e ao raciocínio. Outro tipo de célula dá origem ao rombencéfalo, ligado ao sono, à respiração, à fome, aos batimentos cardíacos e a outras funções automáticas.
“Nós demonstramos pela primeira vez que a parte anterior do cérebro cresce a partir de uma célula progenitora completamente diferente daquela que dá origem à parte posterior do cérebro”, disse o professor Kyle Loh, que co-liderou o estudo, em nota da universidade.
Origens diferentes
A equipe analisou o desenvolvimento cerebral em embriões de ratos. Uma das células identificadas expressava o gene Otx2 e originava o prosencéfalo e o mesencéfalo. A outra expressava o gene Gbx2 e se transformava no rombencéfalo.
A análise da cromatina, conjunto de moléculas que controla os genes acessíveis a cada célula, indicou que os dois grupos não tinham relação direta. Cada um desenvolvia sua região do cérebro separadamente, sem que células de uma área cruzassem com as da outra.
O estudo também permitiu produzir, pela primeira vez, neurônios do rombencéfalo em laboratório a partir de células-tronco. As células eram funcionais e apresentavam características da região, como a produção de proteínas relacionadas ao controle da face e dos músculos da deglutição.
Possíveis aplicações
A descoberta pode contribuir para pesquisas sobre a Atrofia Muscular Espinhal (AME) e a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA). A AME é uma doença genética rara que prejudica a conexão entre a medula espinhal e os músculos e é apontada como a principal causa de morte relacionada a genética para crianças menores de 1 ano.
Segundo os pesquisadores, tentativas anteriores de produzir neurônios do rombencéfalo podem ter usado células progenitoras do prosencéfalo e do mesencéfalo, que não conseguem se transformar em células da região posterior. A produção em laboratório oferece uma alternativa para estudar tecidos que não podem ser retirados de pacientes vivos.
Os pesquisadores também encontraram esse padrão de desenvolvimento em galinhas, peixes-zebras e águas-vivas. Nesses animais, a organização de dois sistemas nervosos aparece de formas diferentes. O caminho evolutivo das águas-vivas começou a divergir do dos humanos entre 600 e 700 milhões de anos atrás.
Para Loh, os resultados sugerem que a evolução reuniu espacialmente dois sistemas neurais que já existiam. O cérebro teria se consolidado como um único órgão, mas ainda preservaria uma origem formada por duas partes separadas.
