O precursor neuronal divide-se em duas linhagens celulares mais cedo do que o previsto | Science Advances
Novo modelo de desenvolvimento cerebral: dois tipos de neurónios surgem em paralelo, e não sequencialmente
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O córtex cerebral está repleto de diferentes células nervosas que nos permitem perceber, pensar e agir. No entanto, ainda não se compreende totalmente como é que estes tipos de células surgem durante o desenvolvimento do cérebro. Irene Varela-Martínez, investigadora de pós-doutoramento no Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), investiga as suas origens como uma detetive especializada em árvores genealógicas de células nervosas. O seu novo estudo, agora publicado na revista *Science Advances*, demonstra que as células precursoras dos neurónios, contrariamente ao que se pensava anteriormente, se dividem precocemente em duas linhagens independentes, dando assim origem a diferentes tipos de neurónios.
Neurónios de projeção no córtex cerebral do rato. Núcleos celulares a azul. Neurónios de projeção intratelencefálicos (IT-PNs) a magenta. Os neurónios gerados durante a neurogénese tardia são apresentados a verde. A cor amarela destaca os neurónios de projeção piramidais.
© Irene Varela-Martínez/CNB-CSIC
A ciência prospera com o intercâmbio. Seja em conferências, simpósios, chamadas pelo Zoom ou visitas a outros institutos de investigação e universidades — Irene Varela-Martínez tem muito a contar sobre o assunto.
No seu projeto de doutoramento no Centro Nacional de Biotecnologia (CNB-CSIC), em Madrid, no laboratório de Marta Nieto, a neurocientista investigou como as células precursoras — células estaminais — no córtex cerebral se desenvolvem e como formam diferentes grupos de células nervosas. Durante a recolha de dados, passou também algum tempo (com o apoio de uma bolsa de curta duração da EMBO) no Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), no grupo de Simon Hippenmeyer. Uma experiência de que se recorda com carinho — e na qual está agora a dar continuidade enquanto investigadora de pós-doutoramento no ISTA.
Os resultados deste trabalho foram agora publicados na revista *Science Advances* e revelam que as células precursoras, ao contrário do que se pensava anteriormente, se dividem muito cedo em duas linhagens, dando assim origem a tipos distintos de neurónios.
Parte da matéria cinzenta
«Está na hora de pôr a matéria cinzenta a funcionar» ou «um pouco de estímulo para a matéria cinzenta»: há muitas expressões sobre pôr o cérebro a trabalhar. Grande parte desta matéria cinzenta é constituída pelo córtex cerebral — a camada mais externa do nosso cérebro. Aí, os neurónios e as células gliais encontram-se densamente agrupados, desempenhando um papel enorme na atenção, na perceção, na consciência, no pensamento, na memória e na linguagem.
No córtex cerebral, os neurónios de projeção — células nervosas que «projetam», ou enviam, sinais a longas distâncias para regiões do cérebro ou para o sistema nervoso — podem ser divididos, em termos gerais, em dois grupos. Estes incluem os neurónios de projeção intratelencefálicos — abreviados como IT-PNs —, que estabelecem ligações com outras áreas do córtex cerebral, incluindo o hemisfério cerebral oposto. Outro grupo é o dos neurónios de projeção extratelencefálicos, abreviados como ET-PNs. Estes enviam as suas ramificações para fora do córtex cerebral, por exemplo, em direção à medula espinhal.
Todos estes neurónios nascem durante a neurogénese — a fase de desenvolvimento das células nervosas. Até agora, porém, não era claro como é que as células estaminais neurais «decidem» que tipo de neurónio de projeção produzir.
«O córtex cerebral é composto por seis camadas», explica Varela-Martínez. «Durante o desenvolvimento do cérebro, estas camadas vão sendo gradualmente preenchidas com neurónios. De acordo com o modelo “de dentro para fora”, as células nervosas corticais das camadas mais profundas surgem primeiro, seguidas pelos neurónios que se instalam em camadas progressivamente mais superficiais.» Isto levou os investigadores a supor que as células estaminais neurais geravam primeiro os ET-PNs, que apenas povoam as camadas profundas, e só mais tarde passavam a produzir os IT-PNs, que são mais abundantes nas camadas superiores.
No entanto, a situação não parece ser assim tão simples. Os primeiros resultados de Varela-Martínez e dos seus colegas revelaram que, em ratos, em vez de seguir uma transição temporal rigorosa de um subtipo neuronal para outro, a produção de ET-PNs e IT-PNs sobrepõe-se parcialmente. Talvez mais importante ainda, cada subtipo segue a sua própria dinâmica neurogénica distinta.
Ramos neuronais
Com estes resultados em mãos, a então estudante de doutoramento juntou-se ao grupo de Hippenmeyer como investigadora visitante.
«O grupo possui grande experiência na técnica MADM, considerada o padrão-ouro. Este método permite acompanhar com precisão a divisão celular durante o desenvolvimento dos neurónios», explica Varela-Martínez. «Com ele, é possível tornar visíveis as células-filhas — e, além disso, reconstruir todas as linhagens celulares e clones celulares.»
Utilizando esta técnica, Varela-Martínez propôs-se a investigar em que medida os dois tipos de células, ET-PNs e IT-PNs, diferem nas suas linhagens. O ponto de partida foram as chamadas células gliais radiais — células precursoras neuronais a partir das quais surgem os neurónios de projeção do córtex cerebral.
Esta análise de linhagens revelou que existem, pelo menos, dois ramos de desenvolvimento que se originam em paralelo a partir desta célula precursora e se separam um do outro logo numa fase inicial. Um ramo dá origem exclusivamente a IT-PNs, enquanto o outro produz tanto ET-PNs como IT-PNs. Esta descoberta refina a visão de longa data de que os progenitores gliais radiais seguem um único programa de desenvolvimento, produzindo primeiro ET-PNs e, posteriormente, IT-PNs.
É importante referir que a produção dos dois grupos neuronais não segue a mesma dinâmica de desenvolvimento. Enquanto os ET-PNs são gerados em pequenos aglomerados que se esgotam precocemente, as linhagens de IT-PNs consistem em grupos maiores de neurónios, distribuídos por todas as camadas corticais. Isto explica por que razão os ET-PNs predominam nas fases iniciais do desenvolvimento, enquanto a neurogénese posterior produz quase exclusivamente IT-PNs.
Em termos gerais, o estudo sugere que o córtex cerebral é construído através de um processo de ramificação precoce, no qual diferentes linhagens neuronais surgem em paralelo desde o início.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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