Uma equipe da Universidade de Genebra descobriu os programas genéticos que permitem que os neurônios motores se retraiam da medula espinhal. Esta descoberta abre perspectivas para combater a neurodegeneração.
O córtex motor é composto por neurônios responsáveis pela contração muscular. Esses neurônios têm extensões celulares chamadas axônios, que se projetam do córtex para a medula espinhal. Durante o desenvolvimento do cérebro, alguns desses neurônios retraem seus axônios para se projetar, não para a medula espinhal, mas para o cérebro. Como isso acontece? Neurocientistas da Universidade de Genebra descobriram que tudo está ligado à programação genética. De fato, nossos genes definem quais partes do córtex são dedicadas às funções motoras e quais não são, direcionando as projeções neuronais. Esta descoberta fundamental, publicada no periódico Naturezaabre novos caminhos para combater distúrbios motores.
O córtex cerebral é a parte externa do cérebro responsável por funções cognitivas superiores, como pensamento, percepção, tomada de decisão, linguagem e memória. Ele também processa informações sensoriais e controla o movimento. Para fazer isso, ele dedica parte de seu volume ao movimento: o córtex motor. É aqui que os neurônios responsáveis pela contração muscular – os neurônios corticoespinhais – se projetam para a medula espinhal. Apesar da compartimentalização do córtex, os neurônios corticoespinhais são encontrados fora do córtex motor. Por que isso?
Seleção durante o desenvolvimento
Para responder a essa pergunta, os neurocientistas se concentraram no camundongo. ”As tecnologias disponíveis atualmente não permitem abordar essas questões em humanos. Os neurônios corticoespinhais são altamente conservados entre espécies e, portanto, podem ser estudados em roedores”, diz Denis Jabaudon, professor titular do Departamento de Neurociência Básica da Faculdade de Medicina da Universidade de Genebra e iniciador do estudo.
Usando abordagens que tornam o tecido cerebral transparente e permitem a coloração específica de subtipos de neurônios, a equipe de pesquisa estudou primeiro a evolução das projeções corticoespinhais durante o desenvolvimento cerebral. “Confirmamos, portanto, uma observação fascinante feita há várias décadas, mas pouco conhecida pelos neurocientistas”, explica Denis Jabaudon. No início do desenvolvimento cerebral, os neurônios no córtex se projetam para a medula espinhal. Aqueles que formarão o futuro córtex motor permanecem lá, enquanto aqueles que formarão o restante do córtex gradualmente se retraem. No final, em um cérebro adulto, alguns neurônios corticoespinhais podem atuar tão longe quanto a medula espinhal, e outros com uma gama de ação mais rasa, que permanecem no próprio cérebro.
Um programa genético dedicado
A equipe de Denis Jabaudon então comparou os genes expressos por esses dois tipos de neurônios e identificou uma família de genes responsáveis por sua capacidade de retração. “Sem eles, esses neurônios permaneceriam ancorados na medula espinhal durante o desenvolvimento, e nosso córtex provavelmente seria privado de suas funções cognitivas superiores”, acrescenta Denis Jabaudon.
Para demonstrar a importância desse programa genético, os pesquisadores se concentraram em três genes e, usando técnicas de edição genética – CRISPR-Cas9 – conseguiram modular sua expressão em neurônios com projeções na medula espinhal. “Este foi um grande desafio técnico e representa uma nova maneira de avaliar a influência de um conjunto de genes em mecanismos celulares”, diz Denis Jabaudon. Foi possível, assim, forçar a retração de neurônios da medula espinhal para o cérebro.
Uma descoberta essencial
”Entender como os neurônios corticoespinhais emergem durante o desenvolvimento e como eles se projetam em nosso sistema nervoso central é importante, pois eles são essenciais para as habilidades motoras finas. No entanto, eles são altamente sensíveis a lesões na medula espinhal ou às consequências da esclerose lateral amiotrófica, uma doença que causa uma paralisia progressiva dos músculos”, diz Denis Jabaudon. ”Neste estudo, conseguimos forçar os neurônios a se retraírem. Mas tudo sugere que o oposto também pode ser feito, o que abre possibilidades fascinantes”, ele acrescenta. A equipe de pesquisa agora está considerando reprogramar células neurais em outros contextos, como doenças neurodegenerativas.