Uma nova descoberta por biólogos de
células estaminais transforma-se num dos fundamentos da neurobiologia –
demonstrando que é possível transformar um tipo de neurónio já diferenciado, noutro,
dentro do cérebro.
A descoberta,
por Paola Arlotta e Caroline Rouaux "diz que talvez o cérebro não é tão
imutável como sempre pensamos, porque pelo menos durante uma janela de início
de tempo, pode-se reprogramar a identidade de uma classe neuronal, noutra,"
disse Arlotta, Professora Associada no Departamento de Células Estaminais e Biologia
Regenerativa de Harvard (SCRB).
O princípio
da linhagem direta de reprogramação de células diferenciadas dentro do corpo foi
primeiro comprovado pelo co-presidente do SCRB e co-diretor do Instituto de
Células Estaminais de Harvard (HSCI) Doug Melton e colegas há cinco anos atrás,
quando reprogramaram as células exócrinas do pâncreas diretamente em células
beta produtoras de insulina.
Arlotta e
Rouaux agora provaram que os neurônios também podem mudar de opinião..
Nas suas
experiências, Arlotta alvejou neurônios de projeção callosal, que conectam os
dois hemisférios do cérebro e os transformaram em neurónios semelhantes aos
neurónios motores corticoespinhais, uma das duas populações de neurónios
destruídas na Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), também conhecida como a Doença
de Lou Gehrig. Para atingir tal reprogramação da identidade neuronal, os investigadores
usaram um fator de transcrição, chamado Fezf2, que desde há muito que é
conhecido por desempenhar um papel central no desenvolvimento dos neurónios
corticoespinhais no embrião.
O que torna a
descoberta ainda mais significativa é que o trabalho foi feito em cérebros de
ratos vivos, em vez de coleções de células em pratos de laboratório. Os ratos
eram jovens, pois os investigadores ainda não sabem se a reprogramação neuronal
é possível em animais de laboratório mais velhos – e em humanos. Se for possível,
isto tem enormes implicações para o tratamento de doenças neurodegenerativas.
"As doenças
neurodegenerativas normalmente afetam uma população específica de neurónios,
deixando muitos outros intocado. Por exemplo, na ELA são os neurónios motores
corticoespinhais no cérebro e os neurónios motores na medula espinhal, entre os
muitos neurônios do sistema nervoso, que seletivamente morrem," disse
Arlotta. "E se um pudesse levar neurónios que são poupados numa
determinada doença a transformarem-se diretamente nos neurónios que morrem? Na
ELA, se pudesse-mos gerar até uma pequena percentagem de neurónios motores
corticoespinhais, provavelmente seria suficiente para recuperar o funcionamento
básico," ela disse.
As
experiências que levaram a nova descoberta começaram há cinco anos, quando
"nos perguntamos: na natureza nunca vi um neurônio mudar de identidade; Só
não estamos vendo isso, ou é a realidade? Podemos tomar um tipo de neurônio e
transformá-lo noutro?" Arlotta e Rouaux se perguntaram.
Ao longo dos
cinco anos, os investigadores analisaram "milhares e milhares de neurónios,"
à procura de muitos marcadores moleculares, bem como novas conectividades que
indicassem que a reprogramação estava a ocorrer,” Arlotta disse.
"Poderíamos
ter tido isto há dois anos, mas enquanto este era um conjunto de experiências
conceitualmente muito simples, tecnicamente era difícil. O trabalho foi feito
para testar importantes dogmas sobre a natureza irreversível de neurónios in vivo. Tivemos que provar, sem sombra
de dúvida, que isto estava a acontecer."
O trabalho
no laboratório do Arlotta é focado no córtex cerebral, mas "abre a porta
para a reprogramação noutras áreas do sistema nervoso central", disse ela.
Arlotta, um
membro do corpo docente principal do HSCI, agora está a trabalhar com o colega
Takao Hensch, do Departamento de Biologia Molecular e Celular de Harvard, para
explicar a fisiologia dos neurónios reprogramados e compreender como eles
comunicam em redes neuronais pré-existentes.
"A minha
esperança é que isto vai facilitar o trabalho num novo campo da neurobiologia
que explora os limites e o poder da reprogramação neuronal para reprogramar
circuitos pertinentes à doença,” disse Paola Arlotta.
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