Cientistas da Harvard Medical School, do Boston Children's Hospital e seus colaboradores descobriram um mecanismo vital de controle de qualidade que opera dentro do cérebro fetal em desenvolvimento. Publicado nesta semana na Nature, o estudo revela que, embora o cérebro humano gere um excesso de neurônios durante o desenvolvimento, aqueles que carregam múltiplas variantes de número de cópias – como duplicações ou deleções de DNA – são sistematicamente removidos por volta do momento do nascimento.
A equipe de pesquisa utilizou sequenciamento genômico completo de células únicas para analisar mais de 1.500 neurônios de 16 indivíduos, validando as descobertas com sequenciamento mais profundo de mais de 800 neurônios de outros 12. Seus dados indicaram que quase 26 por cento dos neurônios no córtex pré-natal possuíam variantes de número de cópias generalizadas. No entanto, esse número caiu rapidamente para uma média de 6,2 por cento após o nascimento. Os cientistas observaram que os neurônios com essas extensas alterações genéticas foram principalmente eliminados no período perinatal, um cronograma que paralela períodos de morte celular programada.
De acordo com o estudo, intitulado "Eliminação perinatal de neurônios corticais humanos geneticamente aberrantes", essas interrupções genômicas provavelmente prejudicam a capacidade dos neurônios de formar sinapses. Ao sequenciar DNA e RNA de mais de 44.000 células individuais, a equipe descobriu que os neurônios anormais exibiam expressão irregular de genes essenciais para criar e manter conexões neurais. Essa falha em estabelecer ligações críticas durante o desenvolvimento fetal desencadeia sua eliminação no que os pesquisadores descrevem como uma competição darwiniana pela sobrevivência.
Christopher Walsh, MD, PhD, coautor sênior e professor do Boston Children's Hospital, notou a prevalência inesperada dessas variantes no desenvolvimento inicial, mas explicou que isso está alinhado com processos conhecidos de formação excessiva de neurônios. Ele enfatizou que essa luta por conexões sinápticas serve como o mecanismo de controle de qualidade da natureza. Diane Shao, MD, PhD, coautora principal, acrescentou que as interrupções neste sistema poderiam contribuir para transtornos do neurodesenvolvimento, como autismo, esquizofrenia, epilepsia e deficiência intelectual.
Embora o estudo confirme que neurônios defeituosos continuam a ser eliminados ao longo da vida adulta em uma taxa mais lenta, o evento principal de poda ocorre no período perinatal. Os pesquisadores estão agora investigando se esse processo de eliminação difere em indivíduos com autismo e outras condições de neurodesenvolvimento. Eles também estão explorando o papel potencial desse mecanismo em transtornos neurodegenerativos de início na vida adulta, como a doença de Alzheimer, visando melhorar os tratamentos futuros para condições em que o desenvolvimento neural ocorre de forma errônea.