Maior mapeamento cerebral já realizado mostra como e quando as doenças neurológicas se desenvolvem

A Rede de Atlas Celular da Iniciativa BRAIN (BICAN) produziu os primeiros atlas abrangentes de tipos celulares no cérebro em desenvolvimento. Esses atlas englobam cérebros humanos, de camundongos e de primatas, e fornecem uma representação multimodal do desenvolvimento cerebral desde o estágio embrionário até o crescimento pós-natal.

Eles representam a primeira visão geral sistemática de como diferentes tipos celulares se formam, amadurecem e interagem no cérebro.

Isso envolve não apenas a catalogação dos tipos celulares, mas também seu arranjo espacial, interações e alterações que podem contribuir para distúrbios neurológicos. Os dados e ferramentas da BICAN estão disponíveis para a comunidade científica mundial e têm como objetivo acelerar a pesquisa cerebral.

Os tipos de células surgem em ondas

Os atlas são baseados em genômica espacial e de célula única. Eles mostram que os tipos celulares não surgem em momentos fixos, mas sim em ondas sobrepostas.

As células-tronco se diferenciam em neurônios e células da glia, enquanto certos programas de desenvolvimento também podem ser reativados após o nascimento. Essa dinâmica ilustra que o cérebro responde de forma flexível a influências internas e externas.

Maturação pós-natal e influência sensorial

O desenvolvimento de neurônios GABAérgicos no córtex visual é particularmente notável. Novos tipos celulares também surgem após o nascimento, por exemplo, durante fases como a abertura dos olhos ou as primeiras experiências visuais.

A maturação pós-natal amplia a diversificação neuronal e possibilita a adaptabilidade e o aprendizado.

Informações sobre os mecanismos da doença

Os atlas permitem a identificação de tipos celulares que podem estar associados a doenças.

Uma célula precursora foi identificada como potencialmente associada a glioblastomas. Os glioblastomas são tumores cerebrais particularmente agressivos que se originam de células da glia, infiltram extensivamente o tecido circundante e são difíceis de remover completamente.

A célula precursora descoberta exibe características que podem promover o crescimento celular descontrolado, fornecendo assim informações sobre como esses tumores surgem e se desenvolvem.

Além disso, é possível identificar períodos em que os riscos genéticos para transtornos psiquiátricos são particularmente elevados. Essas informações fornecem uma base para intervenções terapêuticas direcionadas durante fases críticas do desenvolvimento.

Comparação entre espécies

Uma comparação do desenvolvimento cerebral entre humanos, ratos e primatas revela semelhanças e características únicas. Enquanto o cérebro de um rato amadurece em aproximadamente 35 dias, o desenvolvimento humano leva cerca de 20 anos. Essa maturação prolongada, chamada neotenia, possibilita habilidades complexas como linguagem, aprendizado e adaptação, mas dificulta a modelagem experimental.

Bases para modelos e simulações

Os atlas de tipos celulares do BICAN fornecem uma base importante para o aprimoramento do desenvolvimento e estudo de mini-cérebros em laboratório (organoides) e modelos animais.

Eles possibilitam simulações do desenvolvimento cerebral, a análise de mecanismos moleculares e a investigação de redes neurais. Isso permite que os pesquisadores compreendam melhor como se desenvolvem a diversificação neural, a percepção e o comportamento.

Perspectivas para pesquisa e terapia

Esses atlas fornecem, pela primeira vez, um panorama completo do desenvolvimento cerebral em nível celular. Os dados servem de base para terapias mais precisas, baseadas em células e genes, e para a otimização de modelos experimentais para doenças neurológicas. Os atlas representam um passo crucial para uma compreensão mais profunda do desenvolvimento cerebral, da função e da patogênese de doenças.

Referência da notícia

BICAN: A cell census of the developing human brain. 05 de novembro, 2025. Nature Portfolio.