Cientistas da Universidade da Califórnia em Los Angeles, nos Estados Unidos, criaram um dos primeiros mapas moleculares com resolução celular, detalhando como a síndrome de Down altera o desenvolvimento do cérebro humano antes do nascimento. O estudo, publicado ontem na revista Science, analisou cerca de 100 mil núcleos de amostras do neocórtex pré-natal humano coletadas de 26 doadores entre a 13ª e a 23ª semana de gestação — o único período em que todos os neurônios corticais que uma pessoa carregará por toda a vida são gerados. As descobertas sugerem que a síndrome interrompe a sequência de desenvolvimento desse processo, criando alterações que podem ajudar a explicar diferenças posteriores em cognição, aprendizagem e processamento sensorial.
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"Há um novo nível de detalhamento aqui que nunca existiu antes", disse Luis de la Torre-Ubieta, autor senior do estudo e membro do Centro Eli e Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Pesquisa com Células-Tronco da UCLA . "Pela primeira vez, podemos realmente tentar entender sistematicamente o que está acontecendo no cérebro em desenvolvimento de indivíduos com síndrome de Down."
Tradicionalmente, a pesquisa sobre a síndrome de Down tem se concentrado em duas áreas: o cérebro adulto e a relação com a neurodegeneração. A maioria das pessoas com a condição desenvolve a doença de Alzheimer, geralmente por volta dos 60 anos.
"Ninguém havia analisado o desenvolvimento do cérebro humano na síndrome de Down diretamente usando genômica de célula única", disse de la Torre-Ubieta, professora assistente de psiquiatria e ciências bio comportamentais. "Modelos de camundongos e modelos in vitro são ferramentas importantes, mas não oferecem um padrão ouro do que acontece no cérebro humano — e, na verdade, levaram a resultados diferentes e a alguma confusão na área."
O desenvolvimento do neocórtex pré-natal normalmente segue uma sequência rigorosamente arquitetada. As células progenitoras — as células-tronco do cérebro — devem primeiro se dividir repetidamente para expandir o próprio conjunto, construindo uma. Então, elas começam a se diferenciar em neurônios, em uma ordem cronometrada.
Na síndrome de Down, essa sequência parece ser interrompida. O estudo descobriu que as células progenitoras parecem se precipitar prematuramente na produção de neurônios, esgotando seu próprio estoque e distorcendo o equilíbrio dos tipos de células geradas. A equipe observou ainda um aumento relativo nos neurônios intra telencefálicos em algumas regiões e diminuição de cortico-talâmicos em outras áreas.
Segundo Lorena Bochenek, neurologista do Hospital Mater Dei Goiânia, a redução de cortico-talâmicos causa impacto na integração sensorial, controle motor e processamento tálamo-cortical. "Além disso, pode contribuir para lentificação cognitiva e dificuldades de resposta ao ambiente. Já o aumento de intracorticais torna as redes corticais mais densas, porém possivelmente menos eficientes, provocando uma associação com alterações em processamento de informação e conectividade funcional."
Conforme a especialista, clinicamente, isso pode se traduzir em "deficits de atenção e processamento, dificuldades de integração sensorial, além de alterações em aprendizagem e velocidade cognitiva".
Para os cientistas, a descoberta oferece uma nova hipótese sobre como as mudanças no desenvolvimento inicial podem contribuir para o perfil cognitivo da condição. O estudo oferece uma nova resposta para o porquê pessoas com síndrome de Down tendem a ter cérebros menores. Teorias anteriores se concentravam em taxas elevadas de morte celular, enquanto o novo trabalho encontrou menos evidências de morte neuronal generalizada e, em vez disso, aponta para o esgotamento do conjunto de células progenitoras.
Além da síndrome
Segundo os pesquisadores, a importância do estudo vai além da síndrome de Down. A equipe testou especificamente a sobreposição entre as alterações moleculares que identificaram e as assinaturas de risco genético associadas a outras condições neurodesenvolvimentais e neuropsiquiátricas, incluindo autismo, epilepsia e atraso no desenvolvimento. Eles encontraram uma convergência substancial.
"A síndrome de Down pode servir como modelo para compreender a deficiência intelectual e os transtornos neuropsiquiátricos de forma mais ampla", disse de la Torre-Ubieta. "Também para desvendar a biologia compartilhada subjacente a essas condições, já que os mecanismos muitas vezes ainda são desconhecidos."
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