Os pesquisadores acompanharam a migração celular do cérebro fetal em desenvolvimento pela primeira vez e também identificaram mutações genéticas nos cérebros de adultos falecidos.
A formação do cérebro humano continua sendo um processo amplamente inexplorado. Começa no tubo neural embrionário e progride para mais de 100 bilhões de neurônios interconectados no cérebro do recém-nascido. Para atingir essa taxa no nascimento humano, o cérebro fetal em desenvolvimento deve crescer a uma taxa média de aproximadamente 250.000 células nervosas por minuto durante a gravidez.
Essas células nervosas geralmente são geradas longe de onde eventualmente residirão e funcionarão, e a migração, embora estudada em modelos animais usando indicadores químicos ou biológicos, nunca foi estudada diretamente em humanos.
Cientistas da Escola de Medicina de San Diego da Universidade da Califórnia e do Ready Children's Institute for Genomic Medicine descrevem novos métodos para determinar o movimento das células cerebrais humanas durante o desenvolvimento fetal, examinando os cérebros de adultos saudáveis que morreram recentemente de causas naturais.
“Cada vez que uma célula se divide em duas células filhas, uma ou mais novas mutações são geradas aleatoriamente, deixando um rastro de migalhas que pode ser lido por sequenciadores de DNA modernos”, disse o autor sênior Joseph Gleason, MD. “Ao desenvolver métodos para ler essas mutações, podemos desvendar insights importantes sobre como o cérebro humano é formado em comparação com outras espécies”.
Gleason e seus colegas concentraram seus esforços em apenas algumas centenas de mutações, que provavelmente se originaram durante as primeiras divisões celulares após a fertilização embrionária ou no início do desenvolvimento do cérebro. Ao rastrear essas mutações em todo o cérebro de pessoas falecidas, eles foram capazes de reconstruir o desenvolvimento do cérebro humano pela primeira vez.
Para entender o tipo de célula breadcrumb, os cientistas desenvolveram métodos para isolar cada um dos principais tipos de células do cérebro. Por exemplo, ao traçar o perfil de mutações em neurônios excitatórios versus neurônios inibitórios, eles confirmaram uma suspeita de longa data de que os dois tipos de células se originam em diferentes regiões germinativas do cérebro e depois se misturam no córtex.
No entanto, eles também descobriram que as mutações encontradas nos hemisférios esquerdo e direito do cérebro são diferentes umas das outras. Isso pode sugerir que os dois hemisférios se separam durante o desenvolvimento muito mais cedo do que se pensava anteriormente.
"Os resultados têm implicações para algumas doenças humanas, como a epilepsia intratável, onde os pacientes apresentam convulsões espontâneas e requerem cirurgia para remover um foco epiléptico no cérebro", disse Martin W. Breiss, professor assistente da Escola de Medicina da Universidade do Colorado. Segundo os autores, este estudo ajudará a entender por que as lesões são quase sempre limitadas a um hemisfério do cérebro.
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