Qual similaridade a nível celular entre o cérebro humanos e de roedores?

Monday, 28 de October de 2019
             

      Como sabemos, roedores como ratos e camundongos ainda são considerados os principais e mais utilizados modelos animais no mundo científico, principalmente quando estamos falando de pesquisas básicas. Isso justifica-se pelo fato de que roedores serem animais de fácil manejo laboratorial, e possui, no caso dos camundongos por exemplo, cerca de  80% de seus genes em comum com o da espécie humana, além de ter mesmas necessidades básicas humanas que permitem a continuidade da espécie, fazendo com que o mecanismo cerebral que comanda estes comportamentos sejam parecidos. Isso tudo possibilita uma maior capacidade de empregar estudos científicos e específicos e mais adequados para o estudo de doenças humanas. Entretanto, sabemos que o cérebro dos roedores possuem certas limitações e restrições estruturais, como desenvolvimento do seu córtex e volume (Como podemos observar no vídeo abaixo) e cognitivas. Mas a nível celular, qual a similaridade entre o cérebro dessas espécies? 

                   

     Para responder essa pergunta, uma pesquisa publicada na revista Nature neste ano de 2019, realizou uma análise de sequenciamento de RNA de single-nucleus para a identificação molecular do tecido cortical humano nas áreas do córtex visual primário e córtex pré-motor, o que até a data não existem muitos trabalhos, já que essa técnica requer tecido fresco, e amostras humanas dessa natureza são difíceis de obter. 
 
   Dados transcriptômicos de quase 16.000 núcleos foram analisados e semelhanças e diferenças na expressão gênica nuclear foram usadas para agrupar ou excluir, respectivamente, cada transcriptoma nuclear em "aglomerados". Utilizando bases de dados de outros trabalhos de análise de sequenciamento de RNA de single-nucleus em camundongos, foi realizada uma comparação entre os  tipos de células e expressão gênica dessa espécie e da espécie humana. Em relação aos tipos celulares, foram observada uma semelhança de cerca de 32 tipos de células neuronais, incluindo neurônios excitatórios, inibitórios e interneurônios,  e 5 subclasses de células não neuronais, como alguns subtipos de olingodentrócitos. Apesar desse vasto tipos de células homólogas existentes entre as espécies, em relação ao expressão gênica e morfologia de cada tipo de célula, variou bastante entre humanos e camundongos para os mesmos tipos celulares, fazendo com que seu funcionamento celular seja diferente. Essa diferença da expressão gênica é mostrada no gráfico abaixo, onde para cada gene (equivalente a cada tipo celular), podemos observar uma maior diferença (indicada pela cor preta), uma diferença moderada (cinza), ou baixa diferença (branco) entre as espécies.  Isso pode ser explicado pela observação da diferença nos receptores de neurotransmissores, canais iônicos, elementos da matriz extracelular moléculas de adesão celular entre os mesmos tipos celulares homólogos de ambas espécies. 
    
 
    Mas qual é a importância de sabermos esse tipo de informação? A identificação dos diferentes tipos de células no córtex e como elas estão organizadas pode ser importante para entender como surge a cognição. Além disso, os dados trazidos mostram a necessidade de trabalhos com perfis de expressão gênica de primatas não humanos para uma melhor compreensão de suas funções celulares, já que essas espécies estão intimamente relacionados a muitos aspectos da estrutura e função do cérebro humano.  A resolução oferecida por essas tecnologias moleculares também mostra grandes promessa de acelerar nossa compreensão mecanicista da evolução e das doenças cerebrais.
                           


Referências:
 
Hodge, Rebecca D., et al. "Conserved cell types with divergent features in human versus mouse cortex." Nature 573.7772 (2019): 61-68.
 
Khan, Aziz, and Xuegong Zhang. "dbSUPER: a database of super-enhancers in mouse and human genome." Nucleic acids research 44.D1 (2015): D164-D171.                  
 
Glasser, M. F. et al. A multi-modal parcellation of human cerebral cortex. Nature 536, 171–178 (2016).                   
 

                               

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Autor:

Jackson Cionek

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