As células imunológicas no cérebro humano podem ser críticas para orquestrar o desenvolvimento do órgão no útero, porque desencadeiam um aumento dramático em um tipo importante de célula nervosa, sugerem novas pesquisas.
As estimativas sugerem que essas células -chave, conhecidas como interneurônios inibitórios, representam cerca de 25% a 50% dos neurônios no córtex adulto, o tecido enrugado que cobre a superfície do cérebro. De fato, o córtex humano carrega mais que o dobro do número de interneurônios Como o córtex do mouse faz.
Esses interneurônios retransmitantes entre outras células cerebrais e ajudam a manter essa sinalização sob controle com um mensageiro químico chamado GABA. Como o principal mensageiro “inibitório” do cérebro, o GABA ajuda a recusar a atividade cerebral, tornando menos a probabilidade de disparar os neurônios, equilibrando assim os sinais “excitatórios” que amplificam a atividade cerebral. Vários distúrbios estão ligados a problemas com interneurônios, incluindo epilepsiaAssim, autismo e esquizofrenia.
Agora, em um estudo publicado em 6 de agosto na revista Naturezaos pesquisadores descobriram uma força que leva os interneurônios a se multiplicarem no cérebro humano em desenvolvimento – e dizem que pode ser exclusivo de nossa espécie.
“É por isso que não podemos usar modelos animais tradicionais”, estuda co-autor Diankun Yuum pesquisador assistente em pediatria na Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF), disse à Dwell Science. Para descobrir esse mecanismo que pode se desdobrar apenas no cérebro humano, os pesquisadores desenvolveram um organoide -Uma estrutura 3D em miniatura, cultivada a partir de células-tronco, que imita uma estrutura de tamanho regular encontrado no corpo humano.
Antes do estudo organoide, a pesquisa em animais de laboratório sugeriu uma ligação entre a ativação do sistema imunológico materno durante a gravidez e um número menor de interneurônios nos córtices de seus filhos, em comparação com os filhos que não sofreram uma virada imune. Esse tipo de ativação pode ocorrer em resposta a uma infecção viral ou bacteriana, por exemplo. Os autores do estudo exploraram isso em Pesquisas anteriores com ratos de laboratóriono qual eles identificaram um jogador -chave por trás do hyperlink: Microglia, as células imunes residentes do cérebro.
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Nos últimos cinco anos, os cientistas começaram a reconhecer como o sistema imunológico e o sistema nervoso se desenvolvem em paralelo, estudando co-autor Dr. Xianhua Piaoum médico-cientista especialista em neonatologia e neurociência de desenvolvimento na UCSF, disse ao Dwell Science.
“A microglia realmente ajusta e regulamenta o desenvolvimento nervoso”, disse ela sobre as descobertas do novo estudo. “Isso realmente acrescenta uma nova dimensão sobre como a microglia exerce sua função”.
A equipe construído em trabalhos anteriores de outros grupos de pesquisa Para desenvolver seus organoides, que se assemelhavam a uma estrutura -chave no cérebro fetal de onde muitos interneurônios corticos surgem. Essa estrutura é temporária, aparecendo na oitava semana de gravidez em humanos e desaparecendo cerca de oito meses após o nascimento, disse Piao. Os pesquisadores encontraram uma maneira de incorporar microglia nesse modelo, o que nunca havia sido feito antes, acrescentou.
A equipe descobriu que a microglia em seus organoides period uma fonte essencial de fator de crescimento do tipo insulina (IGF1) nos minibrans em desenvolvimento e que a substância ajudou a impulsionar o aumento dramático dos interneurônios observados no desenvolvimento inicial.
Quando a equipe testou o que aconteceria quando desativaria a sinalização do IGF1 de várias maneiras, eles descobriram que bloqueou o rápido aumento de interneurônios. No entanto, “quando excluímos esse gene na microglia no modelo de mouse, não vimos nenhuma mudança”, disse Piao. Isso sugere que essa cadeia de eventos iniciada pelo IGF1 fabricada na Microglia pode ser exclusiva dos seres humanos.
“Essas descobertas indicam uma adaptação evolutiva da função microglial para apoiar o aumento da demanda por interneurônios no córtex humano”, escreveram os pesquisadores em seu relatório. Em suma, essa descoberta sugere uma característica da evolução humana que pode ajudar a explicar nossas habilidades cognitivas únicas.
Dito isto, os organoides não são réplicas exatas do cérebro humano, então há um limite para o que os modelos 3D podem nos dizer. “Até agora, o modelo é bom o suficiente para o estágio de proliferação, estágio muito inicial” de desenvolvimento, disse Yu. Mas atualmente, esses organoides não se saem tão bem com estágios posteriores do desenvolvimento do cérebro, observou ele. Eles também não capturam a atividade no nível do circuito no cérebro, disse Piao, mostrando apenas atividade em estruturas menores e isoladas.
Trabalhos futuros podem ajudar a esclarecer ainda mais esse papel anteriormente desconhecido das células imunes no cérebro, disse ela.
