Em um novo estudo, pesquisadores do Karolinska Institutet e do KTH Royal Institute of Technology desenvolveram um novo tipo de atlas cerebral baseado em um método inovador de mapear o tecido cerebral em áreas de acordo com seu perfil molecular. O estudo está publicado na Science Advances.
Muitos dos atlas atualmente usados para descrever os cérebros de humanos e mamíferos são baseados em diferenças visíveis na forma como os neurônios e suas vias são organizadas ou na distribuição dos neurotransmissores mais comuns.
"Esses atlas foram inestimáveis para a neurociência no planejamento e na interpretação de experimentos, mas também estão em disputa, pois foram desenvolvidos por diferentes especialistas usando diferentes tipos de definição", diz Konstantinos Meletis, docente do Departamento de Neurociência de Karolinska. Institutet e um dos principais autores do estudo.
Captura de moléculas no tecido cerebral
O estudo agora apresentado examina se existe uma maneira mais independente de definir atlas cerebrais com base em dados e fatos. O estudo, que usa o cérebro de um rato adulto, é o resultado de um projeto colaborativo entre o grupo do Dr. Meletis na KI e o grupo do professor Joakim Lundeberg no KTH / Science for Life Laboratory (SciLifeLab).
"Para alcançar esse mapeamento, usamos um método chamado transcriptômica espacial, que nos permitiu capturar as moléculas que codificam a identidade e a função da célula", explica Meletis.
O método de extração de moléculas de RNA foi co-desenvolvido pelo professor Lundeberg na KTH e é usado para identificar a localização precisa das moléculas no tecido cerebral. O RNA (ácido ribonucleico) serve como mensageiro entre os genes e as proteínas que eles codificam. Apesar do tamanho pequeno do cérebro do rato, é um mapeamento em larga escala, totalizando 35.000 pontos de medição diferentes que estão em andamento há quase três anos.
O mapeamento permitiu que os pesquisadores recriassem um atlas virtual em 3D de todo o cérebro do mouse com dados de mais de 15.000 genes ativos em várias áreas.
Pode ser usado para identificar doenças
O estudo mostra que é possível construir um atlas detalhado sem conhecimento e experiência neuroanatômicos anteriores. Isso possibilita uma definição completamente baseada em dados de áreas do cérebro, dando aos pesquisadores uma base para comparar estudos e mapear o cérebro de outras espécies. O método também se presta ao mapeamento do cérebro humano, permitindo, por exemplo, que os cientistas identifiquem as alterações moleculares no cérebro associadas a certas doenças.
"Sabemos que diferentes tipos de desequilíbrio no cérebro podem levar a doenças mentais ou neurológicas", diz Meletis. "Nos esforços para encontrar novos tratamentos, o conhecimento prévio das diferenças moleculares entre as áreas do cérebro e como elas afetam a função neuronal será essencial."
Estudos sobre o cérebro humano em andamento
Também estão em andamento estudos para entender como o desenvolvimento do cérebro humano é baseado nos mesmos princípios moleculares, trabalho que está sendo realizado pelo grupo do professor Lundeberg e pelo Atlas de Células do Desenvolvimento Humano (HDCA).
"É fantástico que agora possamos recriar a anatomia do cérebro em todos os detalhes, capturando apenas o perfil molecular sem ter conhecimento do cérebro ou da função das moléculas", diz o professor Lundeberg.
Como parte do projeto, os pesquisadores criaram um portal da web para o atlas molecular do cérebro do rato. O portal é um recurso aberto para quem deseja estudar e aprender sobre o cérebro: https://www.molecularatlas.org/
Para saber mais: ”Molecular atlas of the adult mouse brain”. Cantin Ortiz, Jose Fernandez Navarro, Aleksandra Jurek, Antje Märtin, Joakim Lundeberg, Konstantinos Meletis. Science Advances, online 26 June 2020, doi: 10.1126/sciadv.abb3446.
https://www.youtube.com/watch?v=XbLYRPRpKH8&feature=emb_logo