Cientistas sabem que muitas células cerebrais se originam em uma região e migram para outra durante a maturação. Rastrear essas transformações moleculares representava um desafio porque estruturas pré-natais temporárias desaparecem após o nascimento.
Um destino fundamental desse percurso são os gânglios da base, conjunto de estruturas no interior do cérebro que controlam movimentos, hábitos, recompensa e comportamento. Essa área tem relação com condições como esquizofrenia, vício, transtorno obsessivo-compulsivo e as doenças de Parkinson e Huntington.
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Para detalhar essa formação, pesquisadores coordenados pela UCLA mapearam as modificações celulares desde o meio da gestação até a infância. O estudo, divulgado na revista Cell, integra a Rede de Atlas Celular da Iniciativa BRAIN (BICAN), vinculada aos Institutos Nacionais de Saúde (NIH).
Organização do DNA e controle genético
A investigação avaliou os controles moleculares que definem quando e onde os genes operam, além da organização tridimensional do DNA dentro dos núcleos. Essa camada adicional de informação busca associar o risco genético de doenças a tipos celulares específicos e momentos do desenvolvimento cerebral.
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O foco principal envolveu as eminências ganglionares, formações temporárias do cérebro pré-natal que geram neurônios inibitórios responsáveis por regular circuitos cerebrais. Amostras coletadas diretamente dessas estruturas permitiram comparar as células em sua origem com elementos que migraram para outras áreas.
A equipe aplicou o sequenciamento de metil-3C de núcleo único (snm3C-seq), tecnologia codesenvolvida pelo laboratório do geneticista Chongyuan Luo. Foram examinados mais de 155 mil núcleos celulares de nove cérebros em desenvolvimento, entre a metade da gestação e os sete meses após o parto. Somada a informações anteriores, a análise reuniu quase 287 mil células.
Diferenças no amadurecimento celular
Os dados demonstraram ritmos desiguais de maturação. Enquanto certas populações celulares apresentavam aspecto maduro na metade da gravidez, outras geravam neurônios imaturos até a infância.
Os neurônios de projeção espinhosos, essenciais nos gânglios da base, amadureceram de maneira coordenada e mostraram sinais de atividade neuronal precocemente, ainda no período gestacional.
O trabalho também identificou alterações temporárias na configuração 3D do DNA de oligodendrócitos, células responsáveis por produzir a mielina. Essa mudança acompanhou uma maior atividade gênica durante a maturação celular. Os pesquisadores cruzaram o atlas com dados genéticos para investigar populações celulares ligadas ao risco hereditário de transtornos psiquiátricos.
Uma ferramenta de IA foi usada para auxiliar na produção desta reportagem, sob supervisão editorial humana.