Cientistas criaram um mapa detalhado da atividade genética em uma parte crucial do cérebro chamada córtex pré-frontal, obtendo novos conhecimentos sobre o desenvolvimento normal e importantes transtornos cerebrais, como a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e a esquizofrenia. A pesquisa publicada nesta quarta-feira (23) na Nature e em outras revistas científicas.
Em nove estudos distintos, os pesquisadores examinaram as mudanças que ocorrem ao longo do tempo em diferentes tipos de células cerebrais e avançaram na decifração dos processos moleculares subjacentes a alguns dos transtornos cerebrais mais devastadores —um passo em direção a possíveis novos tratamentos.
O córtex pré-frontal é a parte anterior da camada externa do cérebro, localizada atrás da testa. Ele ajuda a pessoa a planejar, tomar decisões, regular as emoções e adaptar o comportamento. Também é sensível ao declínio relacionado à idade, e suas funções são afetadas por muitos transtornos psiquiátricos e neurodegenerativos.
A atividade genética foi examinada nos núcleos de mais de 6,3 milhões de células cerebrais — neurônios, células imunes, células associadas aos vasos sanguíneos e células de suporte que ajudam a manter o funcionamento do cérebro — provenientes de 1.494 doadores falecidos, com idades que variavam da primeira infância aos 108 anos e de diversas ancestralidades genéticas.
Entre os doadores estavam pessoas sem qualquer transtorno cerebral diagnosticado, bem como pessoas diagnosticadas com condições como Alzheimer, Parkinson, demência com corpos de Lewy, demência vascular, esquizofrenia e transtorno bipolar.
A pesquisa identificou padrões compartilhados por algumas das doenças, além de outros específicos de cada transtorno.
“Em conjunto, esses estudos ajudam a explicar onde ocorrem as alterações relacionadas às doenças e quais processos biológicos merecem uma investigação mais aprofundada”, diz Panos Roussos, diretor do Centro de Neurogenômica de Doenças da Escola de Medicina Icahn do Mount Sinai, em Nova York, e um dos líderes da pesquisa.
“Um tratamento útil precisa atuar sobre o processo biológico correto nas células certas. Este mapa ajuda a restringir essa busca. Ele pode identificar populações celulares vulneráveis, revelar processos associados à preservação da função cerebral e ajudar os pesquisadores a decidir quais possíveis alvos terapêuticos devem ser testados”, afirma Roussos.
O trabalho foi realizado como parte do consórcio de pesquisa PsychAD, com o apoio do Instituto Nacional do Envelhecimento, integrante dos Institutos Nacionais de Saúde do governo dos Estados Unidos.
Fortes semelhanças
Alzheimer, doença com corpos de Lewy, demência vascular e Parkinson apresentaram semelhanças particularmente fortes na atividade de genes envolvidos no desenvolvimento das células nervosas, na comunicação neuronal e na biologia dos vasos sanguíneos.
Os pesquisadores também identificaram vias compartilhadas no Alzheimer e no Parkinson nas micróglias, as células imunes residentes do cérebro.
Ao comparar amostras cerebrais de doadores de diferentes idades, os pesquisadores encontraram amplas mudanças moleculares durante o desenvolvimento até a idade adulta, relativa estabilidade durante grande parte dessa fase e, depois, novas mudanças mais tarde na vida, sobretudo nas células imunes e de suporte.
“Isso fornece uma referência para distinguir o envelhecimento típico das alterações associadas a doenças”, diz Roussos.
Os pesquisadores identificaram aproximadamente os 24 anos de idade como um ponto de transição, após o qual a maioria dos tipos celulares dessa região se torna mais estável.
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“Isso não significa que o cérebro conclua repentinamente seu desenvolvimento no aniversário de 24 anos de uma pessoa, nem que o declínio comece nessa idade. Outros aspectos da biologia cerebral continuam mudando ao longo de toda a vida”, afirma Roussos.
Os pesquisadores encontraram padrões celulares associados a diferenças na cognição e à depressão que acompanha o Alzheimer. Por exemplo, pessoas que preservaram a função cognitiva apesar de apresentarem alterações patológicas substanciais de Alzheimer mostraram diferenças em processos energéticos nas células cerebrais.
“Esses resultados fornecem pistas sobre possíveis mecanismos de proteção que precisam ser submetidos a novos testes”, diz Roussos.
Risco genético hereditário
Os pesquisadores relacionaram o risco genético hereditário de transtornos a genes e tipos celulares específicos e mapearam as influências genéticas sobre a atividade de mais de 14 mil genes.
Eles também reconstruíram os padrões diários de atividade genética usando amostras cerebrais de pessoas que morreram em diferentes horários do dia. Em adultos jovens e de meia-idade, os genes do relógio biológico diário apresentaram padrões coordenados nos neurônios. Nos adultos mais velhos, esses padrões eram mais fracos e menos sincronizados.
“Isso sugere que o envelhecimento altera a forma como os ritmos biológicos diários são organizados no cérebro. Saber se a restauração desses ritmos poderia melhorar a saúde cerebral é uma questão importante para pesquisas futuras”, diz Roussos.
Os pesquisadores também elaboraram perfis moleculares de doadores individuais que tinham Alzheimer e identificaram diferenças na regulação genética e nas interações previstas entre tipos celulares de diferentes indivíduos.
“Isso ajuda a explicar a variação biológica entre pessoas com o mesmo diagnóstico e fornece uma base para investigar estratégias de tratamento mais individualizadas”, afirma Roussos.
Autor: Folha
