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Em dois projetos paralelos, investigadores do Karolinska Institutet estiveram envolvidos na criação dos atlas mais abrangentes de células cerebrais humanas até à data. Os dois estudos, publicados em Ciênciafornecem pistas sobre diferentes doenças cerebrais e dão esperança para avanços médicos no futuro, como novos medicamentos contra o câncer.
Saber quais células constituem o cérebro saudável, onde estão localizados os diferentes tipos de células e como o cérebro se desenvolve desde a fase embrionária é fundamental para poder comparar e compreender melhor como surgem as doenças. Atualmente existem atlas avançados do cérebro do rato, mas não para o cérebro humano. Até agora.
Um censo de células cerebrais
“Criamos os atlas celulares mais detalhados do cérebro humano adulto e do desenvolvimento do cérebro durante os primeiros meses de gravidez”, diz Sten Linnarsson, professor de biologia de sistemas moleculares no Departamento de Bioquímica Médica e Biofísica do Karolinska Institutet, na Suécia. “Poderíamos dizer que fizemos uma espécie de censo das células cerebrais.”
O primeiro projeto foi liderado por Kimberly Siletti do grupo de Linnarsson. Foi conduzido em estreita colaboração com Ed Lein no Allen Institute for Brain Science em Seattle, EUA, como parte da iniciativa internacional Human Cell Atlas, e com base em três cérebros humanos doados por adultos. Os pesquisadores analisaram mais de três milhões de núcleos celulares individuais utilizando a técnica de sequenciamento de RNA, que revela a identidade genética de cada célula. Ao todo, os investigadores estudaram células de pouco mais de uma centena de regiões cerebrais e encontraram mais de 3.000 tipos de células, cerca de 80% das quais eram neurónios, sendo as restantes diferentes tipos de células gliais.
“Muitas pesquisas se concentraram no córtex cerebral, mas encontramos a maior diversidade de neurônios no tronco cerebral”, diz o professor Linnarsson. “Pensamos que algumas destas células controlam comportamentos inatos, como reflexos de dor, medo, agressão e sexualidade”.
Base para avanços médicos
Os investigadores também puderam ver que a identidade das células reflecte o local do cérebro onde se desenvolveram pela primeira vez no feto, o que está ligado ao segundo projecto. Aqui, Emelie Braun e Miri Danan-Gotthold do grupo de Sten Linnarsson colaboraram com o consórcio sueco do Human Developmental Cell Atlas para analisar mais de um milhão de núcleos celulares individuais de 27 embriões em diferentes estágios de desenvolvimento (entre 5 e 14 semanas de fertilização). O estudo permitiu aos pesquisadores mostrar como todo o cérebro se desenvolve e se organiza ao longo do tempo.
Embora os resultados sejam exemplos de investigação básica em biologia molecular, os novos conhecimentos gerados também podem lançar as bases para avanços médicos. O grupo de investigação do professor Linnarsson utilizou métodos semelhantes para examinar diferentes tipos de tumores cerebrais, um dos quais foi o glioblastoma – um cancro com um prognóstico desfavorável.
“As células tumorais lembram células-tronco imaturas e parece que estão tentando formar um cérebro, mas de forma totalmente desorganizada”, explica. “O que observámos foi que estas células cancerígenas activaram centenas de genes que são específicos delas, e pode ser interessante investigar se existe algum potencial para encontrar novos alvos terapêuticos”.
Atlas cerebrais disponíveis gratuitamente
Os atlas cerebrais estarão disponíveis gratuitamente para pesquisadores de todo o mundo, para que possam comparar as doenças cerebrais que estão pesquisando com a aparência de um cérebro normalmente desenvolvido.
Os estudos fazem parte de um pacote maior de artigos publicados simultaneamente na revista científica Ciência. O estudo sobre o cérebro adulto foi apoiado por uma bolsa dos Institutos Nacionais de Saúde, enquanto o estudo do embrião foi financiado pelas fundações Knut e Alice Wallenberg e Erling-Persson.
Sten Linnarsson é consultor científico da Moleculent, Combigene e do Centro de Excelência em Imunoterapia da Universidade de Oslo. Ele e os co-autores Alejandro Mossi Albiach e Lars E. Borm também detêm ações da EEL Transcriptomics AB, que detém os direitos de propriedade intelectual do método EEL (“Spatial RNA localization”). Os coautores Žaneta Andrusivová e Joakim Lundeberg são consultores científicos da 10x Genomics, que detém os direitos de propriedade intelectual da técnica Spatial Transcriptomics (Visium).
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