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Pesquisadores da UCLA descobriram o funcionamento interno de uma rede de genes que regula o desenvolvimento de neurônios motores da coluna vertebral no embrião de galinha e camundongo em crescimento. A pesquisa também responde a uma pergunta de longa data sobre por que os neurônios motores, as células nervosas da medula espinhal que controlam os movimentos musculares, se formam muito mais rapidamente do que outros tipos de neurônios.

O estudo foi publicado na revista PLOS Biology pelo co-autor sênior Bennett Novitch, membro do Centro Eli e Edythe de Medicina Regenerativa e Pesquisa de Células-Tronco da UCLA e colaboradores do Francis Crick Institute em Londres, Reino Unido, facilitando a produção de neurônios motores a partir de células-tronco no laboratório. Os neurônios motores derivados de células-tronco podem ser usados ​​para reparar a medula espinhal doente ou danificada e para estudar doenças neurodegenerativas, como esclerose lateral amiotrófica (também conhecida como doença de Lou Gehrig) e atrofia muscular espinhal.

“Este estudo fornece uma visão detalhada sem precedentes de como os embriões produzem os diferentes tipos de células encontrados na medula espinhal madura”, disse Novitch, professor de Neurobiologia da Ethla Scheibel da UCLA. “As novas técnicas experimentais que usamos, combinadas com esforços colaborativos de biólogos e cientistas da computação, estão nos permitindo obter novas idéias sobre a precisão requintada do desenvolvimento embrionário”.

Durante o desenvolvimento embrionário da medula espinhal, diferentes tipos de células nervosas são formadas a partir de células precursoras, chamadas progenitores neurais. Já se sabe há muito tempo que diferentes tipos de neurônios se formam em velocidades diferentes durante o desenvolvimento, com os neurônios motores se formando mais rapidamente do que os outros tipos de células nervosas que povoam a medula espinhal. No entanto, os pesquisadores não sabiam por que ou como os neurônios motores se desenvolvem dessa maneira.

A equipe de pesquisa usou as mais recentes técnicas moleculares para avaliar como a atividade dos genes muda à medida que os neurônios se formam. Isso foi conseguido usando uma abordagem chamada perfil transcricional de célula única, que permite que a atividade de todos os genes em células individuais seja medida simultaneamente. Isso deu à equipe instantâneos da atividade genética global em cerca de 200 células que estavam no processo de se tornarem neurônios motores. Para analisar esses dados, a equipe desenvolveu um software de computador personalizado para reconstruir como a atividade gênica muda à medida que os neurônios motores se formam.

A análise sugeriu que uma proteína produzida por um gene chamado Olig2, expresso apenas nos progenitores neurais que criam neurônios motores, promove a formação de neurônios motores, interferindo na atividade de vários membros de outra família de genes – os genes Hes. Os genes Hes são conhecidos por impedir o desenvolvimento de neurônios. Os pesquisadores confirmaram o papel do Olig2 na promoção da formação de neurônios motores, aumentando ou bloqueando a função do Olig2 nas medulas espinhais do desenvolvimento de embriões de camundongos e galinhas, bem como durante a formação de neurônios motores nas células-tronco embrionárias de camundongos .

“Durante o desenvolvimento embrionário, o sistema nervoso é construído seguindo um plano preciso, com peças-chave formando-se em horários e locais precisos e números apropriados. Nossa pesquisa lança luz sobre como esse processo é orquestrado especificamente para o desenvolvimento de neurônios motores”, disse Novitch.

Texto retirado de News Medical.

Imagem retirada de Medical Xpress.

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