Cérebro humano não é um órgão só, mas dois, dizem cientistas =Publicação: Nature Neuroscience => Diário da Saúde
Há séculos médicos e cientistas consideram o cérebro como um único órgão, mas uma nova pesquisa propõe agora que o que chamamos de cérebro são, na verdade, dois órgãos distintos, que evoluíram independentemente ao longo de centenas de milhões de anos.
Se confirmada, esta nova anatomia do cérebro derruba o modelo predominante de desenvolvimento cerebral, a teoria de que existe uma única célula progenitora no início do desenvolvimento que dá origem a todo o cérebro, ou seja, todas as partes do cérebro compartilhariam uma origem de desenvolvimento comum.
A nova pesquisa propõe que o cérebro humano consiste em dois sistemas nervosos perfeitamente integrados: Uma parte mais primitiva, evolutivamente falando, que regula os batimentos cardíacos, a respiração e outras funções; e outra parte que nos torna distintamente humanos, capazes de poesia, matemática e de questionar nossas próprias origens.
“Demonstramos pela primeira vez que a parte frontal do cérebro se origina de uma célula progenitora totalmente diferente daquela da parte posterior,” disse Kyle Loh, da Universidade de Stanford (EUA). “Nossa descoberta significa que agora podemos cultivar neurônios da parte posterior do cérebro, o rombencéfalo, em uma placa de Petri e estudar suas funções.”
De fato, os cientistas tentam há décadas, sem sucesso, cultivar certos tipos de células cerebrais em laboratório. Isto porque, propõe o novo trabalho, eles estariam partindo de células progenitoras do órgão errado.
“Nossa pesquisa sugere que a evolução pegou dois sistemas neurais preexistentes e os uniu espacialmente,” disse o professor Kyle Loh. “Ter o cérebro como um único órgão provavelmente seria mais eficiente, mas dependemos dessa forma primordial de formar o cérebro como duas partes separadas.”
A descoberta também abre novos caminhos para o estudo de doenças que afetam o tronco cerebral, como a atrofia muscular espinhal (também conhecida como AME) e a esclerose lateral amiotrófica (também conhecida como ELA ou doença de Lou Gehrig).
“Fiquei surpreso com nossas descobertas porque a palavra ‘cérebro’ implica um órgão contínuo que provavelmente tem uma origem singular,” acrescentou o professor Rayyan Jokhai. “Mas, mesmo há 500 milhões de anos, existiam esses sistemas neurais separados, que agora operam quase como um só, o que é muito interessante.”
O cérebro adulto possui três regiões principais: O prosencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo. O prosencéfalo é responsável pelo pensamento de nível superior, incluindo linguagem, consciência e raciocínio abstrato. O rombencéfalo, por sua vez, localizado na parte posterior do crânio e frequentemente chamado de tronco encefálico, controla funções essenciais e automáticas que nos mantêm vivos, como respiração, sono, regulação dos batimentos cardíacos e fome. Os neurônios do rombencéfalo também controlam os músculos da face, da língua e da garganta, que afetam a fala e a deglutição.
Esta descoberta anunciada agora, com potencial revolucionário, surgiu de um estudo dos primeiros momentos do desenvolvimento embrionário, durante um estágio chamado gastrulação, quando o corpo começa a tomar forma. Os cientistas descobriram que o rombencéfalo segue uma via de desenvolvimento separada, paralela à via que forma o prosencéfalo e o mesencéfalo, em vez de se ramificar dela.
Ao estudar embriões de camundongos em desenvolvimento, os cientistas identificaram duas células progenitoras cerebrais diferentes. Uma, que expressa um gene chamado Otx2, torna-se o prosencéfalo e o mesencéfalo; a outra, que expressa um gene chamado Gbx2, induz a formação do rombencéfalo. E essas duas populações de células nunca se sobrepõem: Elas são mutuamente exclusivas desde os estágios iniciais do desenvolvimento.
A equipe então examinou o empacotamento do DNA, ou cromatina, nessas células. A cromatina é uma forma pela qual as células determinam quais genes podem ser facilmente acessados e quais são agrupados e mantidos fora de alcance. O que se descobriu é que o ectoderma neural anterior (futuro prosencéfalo e mesencéfalo) e o ectoderma neural posterior (futuro rombencéfalo) possuem configurações de cromatina fundamentalmente diferentes. Essas diferenças essencialmente condicionam cada célula progenitora ao seu respectivo destino, como viajantes em caminhos paralelos que nunca se cruzam.
“Tentativas anteriores de criar neurônios no rombencéfalo provavelmente tentaram induzir progenitores do prosencéfalo e do mesencéfalo a se transformarem em células do rombencéfalo, o que nosso estudo mostra que não é possível,” explicou o professor Rayyan Jokhai. “Na biologia das células-tronco, as pessoas estão sempre fixadas na criação do tipo celular final, como o neurônio. Mas é importante começar nos estágios mais precoces do desenvolvimento embrionário. Nossa atenção cuidadosa a esse ponto inicial nos permitiu encontrar essa divisão fundamental no desenvolvimento cerebral.”
Os pesquisadores então partiram para analisar 550 milhões de anos de tempo evolutivo.: Eles encontraram o mesmo padrão de cérebro com duas origens em galinhas, peixes-zebra e, surpreendentemente, em vermes-bolota, minúsculas criaturas que vivem no fundo do oceano e compartilham um ancestral comum distante com os humanos. As águas-vivas, que divergiram dos humanos há cerca de 600 a 700 milhões de anos, possuem dois sistemas nervosos em extremidades opostas do corpo.
Esta descoberta deverá ter implicações para a pesquisa de várias doenças, sobretudo as que afetam o tronco encefálico. Até agora, estudar essas doenças era praticamente impossível, já que os cientistas não conseguiam obter tecido do tronco encefálico de pacientes vivos. A capacidade de cultivar esses neurônios em laboratório abre novas possibilidades para entender o que dá errado. Há até mesmo uma conexão inesperada com o tratamento da obesidade: O rombencéfalo contém circuitos que regulam a fome, exatamente como funcionam medicamentos para perda de peso, como a semaglutida.