Neurocientistas publicam uma 'lista de peças' para o cérebro, detalhando as diferenças entre ratos e humanos

Um estudo liderado por pesquisadores do Instituto Allen de Ciência do Cérebro de Seattle estabelece uma "lista de peças" para o cérebro, incluindo uma visão detalhada das diferenças entre as partes do cérebro humano e do mouseEles dizem que os resultados genéticos, publicados hoje na revista Nature, sugerem que confiar em ratos para estudar como os cérebros de homens e mulheres trabalham pode levar os neurocientistas a descer. becos sem saída.

"A resposta pode ser que você precise procurar espécies mais semelhantes aos humanos", disse ao GeekWire Ed Lein, pesquisador do Instituto Allen, que também é afiliado à Universidade de Washington..

Não é que a lista de partes básicas seja tão diferente: os pesquisadores descobriram que a maioria dos 75 tipos de células diferentes identificados no cérebro humano, com base na composição genética, sãoencontrado no cérebro do rato também.

Essa semelhança se aplica mesmo a células que os cientistas pensavam anteriormente que poderiam ser exclusivamente human, como os "neurônios da rosa mosqueta" descobertos no ano passado.

Mas há diferenças significativas na maneira como esses genes são expressos - diferenças que se desenvolveram ao longo de 75 milhões de anos de evolução."Os genes em si realmente não mudaram, mas sua regulamentação pode mudar muito", disse Lein.

Lein fez uma comparação com a eletrônicacircuitos, todos compostos por elementos básicos, como capacitores, resistores e indutores. Embora um relógio de pulso e um supercomputador possam usar os mesmos elementos básicos, seus diagramas de fiação são muito diferentes. Da mesma forma, os "diagramas de fiação" para cérebros de ratos e cérebros humanos estão estruturados de maneira diferente.

Uma questão clinicamente significativa se refere aos receptores de serotonina, que estão entre os principais alvos para o tratamento da depressão eansiedade. Os pesquisadores descobriram diferenças marcantes entre camundongos e humanos nos mecanismos de transmissão de sinais usando serotonina.

Essa descoberta "deve colocar uma certa dúvida no uso do mouse como organismo modelo para estudar coisas que afetamsinalização de serotonina ”, disse Lein.

A maior divergência na expressão gênica não foi encontrada nos neurônios corticais, como era de se esperar, mas em diferentes tipos de células cerebrais conhecidas como microglia. Pensa-se que essas células funcionem como o "sistema imunológico" do cérebro e sua disfunção parece desempenhar um papel fundamental em distúrbios cerebrais, como a doença de Alzheimer.(Um estudo que estabeleceu essa conexão foi publicado ainda hoje na Nature Communications.)

Lein disse que o estudo recentemente publicado mostra que a técnica do Allen Institute para classificar células cerebrais com base na expressão gênica pode revelar diferenças e semelhanças quevá mais fundo do que aparenta.

"Agora podemos mergulhar até esse nível de resolução muito, muito bom, que é muito, muito mais complexo do que se imaginava. antes.... Estamos fazendo o que Ancestry. com ou 23andMe estão fazendo, mas agora para células, e não para pessoas ”, explicou."Em vez de medir o DNA para ver quais alelos você tem que dão origem a características específicas, como cor dos olhos, cor ou altura dos cabelos, agora medimos a expressão de genes que são ativos em células individuais."

MatthewKeefe e Tomasz Nowakowski, neurocientistas da Universidade da Califórnia em San Francisco, usaram uma analogia diferente em um artigo também publicado pela Nature. Eles elogiaram o estudo como apresentando "um 'livro de receitas' de receitas moleculares para os tipos de células neuronais no córtex cerebral humano." Keep e Nowakowski observaram o que eles disseram serem algumas deficiências.

Antes de tudo, os conjuntos de dados foram adquiridos por diferentes meios: para camundongos, a análise foi feita em células inteiras. Para os seres humanos, a equipe analisou núcleos únicos de células cerebrais que foram colhidas após a morte ou extraídas de tecidos removidos durante cirurgias.(Essas cirurgias foram realizadas no Instituto de Neurociência Sueco de Seattle, no Centro Médico da Universidade de Washington e no Centro Médico Harborview.)

Além disso, as células foram retiradas de diferentes áreas do córtex - o córtex visual para ratos, como tambémem oposição ao lobo temporal dos seres humanos. Lep disse que essas são preocupações justas. No entanto, ele observou que estudos anteriores mostraram que os resultados genéticos de núcleos únicos correspondem aos resultados de células inteiras e que os estudos de acompanhamento se concentrarão na diversidade das células corticais.

"Estamos passando a olhar para outras partes do córtex", disse ele.

Os estudos futuros poderiam identificar células cerebrais exclusivamente humanas que são responsáveis ​​por maior cognição?

"Apenas um teaser, mas estamos vendo exemplos disso agora", disse Lein.

Lein é o autor sênior do estudo publicado na Nature, "Tipos de células conservadas comCaracterísticas divergentes no humano versus córtex do mouse. ”Os principais autores são Rebecca Hodge e Trygve Bakken, do Instituto Allen.Há outros 61 co-autores do estudo, representando o Instituto Allen e a Universidade da Califórnia em Davis, Universidade de Leiden, Universidade de Tecnologia de Delft, Instituto Craig Venter, Universidade de Washington, Instituto Sueco de Neurociências, Harborview Medical Center., da Universidade da Califórnia em San Diego e da Universidade de Columbia.

Via: Geek Wire