Uma mutação ligada ao autismo alterou o modo como duas regiões do cérebro em formação conversam antes mesmo de as conexões definitivas entre neurônios estarem prontas

Assembloides humanos revelam que sinais precoces do tálamo ajudam a definir quantos progenitores e neurônios surgem no córtex

Whastapp Facebook Linkedin Twitter COMPARTILHAR Antes de o cérebro humano formar suas redes maduras, diferentes regiões já trocam instruções capazes de mudar o destino de células ainda imaturas. Pesquisadores da UCLA descobriram que NRXN1 participa de um contato precoce entre o tálamo e células progenitoras do córtex , e que alterações nesse gene, associado ao risco de autismo e outros transtornos do neurodesenvolvimento, modificam o equilíbrio entre progenitores e novos neurônios em modelos humanos cultivados em laboratório.

O estudo investigou projeções que partem do tálamo e alcançam o córtex muito antes de estabelecerem as sinapses maduras pelas quais essas regiões se comunicarão posteriormente. Os pesquisadores descobriram que esses axônios já fazem contato físico com um tipo de célula progenitora chamado glia radial externa.

Essas células são especialmente abundantes durante o desenvolvimento do córtex humano. Quando receberam o contato proveniente do tálamo, passaram a favorecer a produção de mais neurônios excitatórios, principalmente os encontrados nas camadas superiores do córtex, que se expandiram de maneira marcante durante a evolução dos primatas.

A equipe produziu separadamente organoides derivados de células-tronco humanas que imitavam aspectos do tálamo e do córtex. Cerca de três semanas depois, os tecidos foram fundidos para formar assembloides tálamo-corticais, permitindo que projeções neuronais atravessassem a interface entre as duas regiões.

Os pesquisadores combinaram imagens celulares, sequenciamento de RNA de núcleos individuais, rastreamento de linhagens e manipulações genéticas. Também compararam assembloides completos com modelos em que o contato entre as regiões era interrompido, ajudando a separar os efeitos provocados especificamente pelo tálamo.

Este vídeo do neurocientista Sergiu P. Pasca explica como organoides e assembloides permitem reconstruir circuitos humanos em laboratório.

A neurexina-1, proteína codificada por NRXN1, já era conhecida principalmente por sua participação nas conexões entre neurônios. O novo trabalho mostrou uma função anterior: ela ajuda axônios talâmicos a estabelecer contato físico com a glia radial externa durante uma fase ainda rica em células progenitoras.

Quando os pesquisadores eliminaram NRXN1 do lado talâmico, a quantidade desses contatos diminuiu e a produção de neurônios excitatórios das camadas superiores foi reduzida. Modelos derivados de células de pacientes portadores de uma alteração em NRXN1 também apresentaram respostas talâmicas diferentes das observadas em controles.

Não. Variantes em NRXN1 estão associadas a aumento de risco para autismo, esquizofrenia e outros transtornos, mas nenhuma alteração isolada determina necessariamente que uma pessoa desenvolverá uma dessas condições. O neurodesenvolvimento resulta da interação de muitos genes e fatores biológicos e ambientais.

O trabalho publicado na Science oferece um mecanismo experimental para investigar uma etapa muito precoce desse processo.