Raízes de transtornos mentais e neurodegenerativos encontradas na formação de células cerebrais fetais

As origens de alguns transtornos neuropsiquiátricos, como autismo, transtorno bipolar ou depressão, bem como de algumas doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, podem estar muito precocemente no desenvolvimento do cérebro fetal. Ou seja, mais cedo do que se pensava, de acordo com um estudo do Instituto de Pesquisa do Hospital del Mar e da Universidade de Yale, publicado na revista Nature Communications.

O trabalho se concentrou “em encontrar as origens das doenças mentais nos estágios iniciais do desenvolvimento fetal, especialmente nas células-tronco cerebrais”, explica o Dr. Gabriel Santpere, pesquisador do Programa Miguel Servet e coordenador do Grupo de Pesquisa em Neurogenômica do Programa de Informática Biomédica do Istituto Investigaciones Hospital del Mar, um grupo colaborativo com a Universidade Pompeu Fabra.

Para isso, eles utilizaram uma lista de quase 3.000 genes associados a doenças neuropsiquiátricas, patologias neurodegenerativas e malformações corticais, e modelaram o efeito de suas alterações nas células envolvidas no desenvolvimento cerebral. Os resultados mostram que muitos desses genes já estão funcionando no início do desenvolvimento fetal em células-tronco – os precursores que moldam o cérebro, criando neurônios e as estruturas que os sustentam.

Conseguir isso não foi uma tarefa fácil. Esse estágio do desenvolvimento cerebral é muito difícil de estudar. Por esse motivo, os pesquisadores reuniram uma grande quantidade de dados de cérebros humanos e de camundongos, bem como dados de modelos celulares in vitro.

Como observa a Dra. Nicola Micali, pesquisadora associada do laboratório do Dr. Pasko Rakic em Yale e colíder do estudo: "Os cientistas geralmente estudam genes para doenças mentais em adultos, mas neste trabalho descobrimos que muitos desses genes já estão ativos no início do desenvolvimento do cérebro fetal, e que mudanças neles podem afetar o desenvolvimento do cérebro e contribuir para transtornos mentais mais tarde na vida."

O estudo modelou redes regulatórias específicas para cada tipo de célula envolvida no desenvolvimento cerebral para observar como a ativação ou desativação dos genes analisados, associados a diferentes doenças cerebrais, afeta as células progenitoras em diferentes estágios. Isso permitiu observar a importância de cada gene no desenvolvimento de distúrbios que causam diferentes doenças. A lista abrange desde microcefalia e hidrocefalia até autismo, depressão, transtorno bipolar, anorexia ou esquizofrenia, e também inclui Alzheimer e Parkinson.

Descobriu-se que todas essas patologias envolvem genes envolvidos nas fases iniciais do desenvolvimento cerebral, quando as células-tronco neurais estão ativas. "Estamos cobrindo uma ampla gama de doenças que o cérebro pode apresentar e estudando como os genes envolvidos nessas condições se comportam nas células-tronco neurais", acrescenta Joel Mato-Blanco, pesquisador do Instituto de Pesquisa do Hospital del Mar.

Ao mesmo tempo, ele ressalta que o trabalho "identifica as janelas de tempo e os tipos de células em que a ação desses genes é mais significativa, indicando quando e onde direcionar a função desses genes".

Ter essas informações "é útil para entender as origens das doenças que afetam o córtex cerebral, ou seja, como as alterações genéticas se transformam nessas patologias", diz o Dr. Santpere.

Entender esses mecanismos e o papel de cada gene em cada doença pode ajudar a desenvolver terapias direcionadas que os afetem, abrindo oportunidades para terapia genética e tratamento personalizado.