Cérebro humano é formado por dois órgãos distintos com origens evolutivas separadas

Durante séculos, cientistas observaram o cérebro como uma estrutura única e unificada. Uma descoberta da Escola de Medicina da Universidade de Stanford desafia essa visão ao revelar que o órgão é composto por dois sistemas nervosos independentes que evoluíram separadamente ao longo de centenas de milhões de anos.

A pesquisa demonstra pela primeira vez que a parte frontal e a parte posterior do cérebro têm origem em células progenitoras completamente diferentes. Essa compreensão abre possibilidades inéditas para o estudo e tratamento de doenças degenerativas que afetam regiões específicas do sistema nervoso.

Dois sistemas nervosos inteligentemente combinados

O cérebro humano consiste em dois sistemas nervosos antigos que se uniram de forma sofisticada. Uma parte mais primitiva controla funções vitais automáticas como frequência cardíaca, respiração, pressão arterial e sono.

A outra região nos torna distintamente humanos. É responsável por capacidades complexas como produção poética, raciocínio matemático e a habilidade de questionar nossas próprias origens.

Segundo Kyle Loh, professor associado de Biologia do Desenvolvimento de Stanford e autor sênior do estudo, a pesquisa demonstrou pela primeira vez que a parte frontal do cérebro tem origem em uma célula progenitora totalmente diferente da parte posterior. A descoberta foi publicada na revista Nature Neuroscience.

Prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo seguem caminhos separados

O estudo analisou os primeiros momentos do desenvolvimento embrionário de ratos. Carolyn Dundes e Rayyan Jokhai, estudantes de pós-graduação e primeiros coautores da pesquisa, identificaram duas células progenitoras cerebrais distintas.

Uma está destinada a formar o prosencéfalo e o mesencéfalo. O prosencéfalo lida com pensamento de nível superior, incluindo linguagem, consciência e raciocínio abstrato. A outra célula progenitora origina o rombencéfalo, frequentemente chamado de tronco cerebral.

Essas duas populações de células nunca se sobrepõem e são mutuamente exclusivas desde as fases iniciais do desenvolvimento. O rombencéfalo segue um caminho de desenvolvimento separado, correndo em paralelo ao que cria o prosencéfalo e o mesencéfalo, em vez de se ramificar dele.

Por que tentativas anteriores não conseguiram criar neurônios do tronco cerebral

Jokhai explica que as tentativas anteriores de criar neurônios do rombencéfalo provavelmente tentaram transformar progenitores do prosencéfalo e do mesencéfalo em células do rombencéfalo. A descoberta mostra que esse processo não é possível devido à independência evolutiva das duas linhagens celulares.

Após a descoberta, os cientistas conseguiram pela primeira vez induzir células estaminais pluripotentes humanas a tornarem-se neurônios motores funcionais do rombencéfalo em laboratório. Células estaminais pluripotentes são um tipo de célula capaz de criar qualquer uma do corpo humano.

Novas possibilidades para estudar atrofia muscular espinhal e esclerose lateral amiotrófica

Até agora, estudar doenças como a atrofia muscular espinhal (AME) e a esclerose lateral amiotrófica (ELA, também conhecida como doença de Lou Gehrig) era quase impossível. Cientistas não conseguiam obter tecido do tronco cerebral de pacientes vivos para análise.

Loh afirma que agora é possível cultivar neurônios da parte posterior do cérebro, o rombencéfalo, em uma placa de Petri e estudar suas funções. Essa capacidade abre novos caminhos para compreender o que acontece de errado nessas doenças degenerativas graves.

Segundo Jokhai, a equipe tem agora um modelo para compreender melhor essas doenças devastadoras e trabalhar no desenvolvimento de terapias regenerativas. "Esta é uma nova fronteira muito entusiasmante na investigação cerebral", afirmou.

Impacto potencial no tratamento da obesidade

O tratamento da obesidade também pode beneficiar-se da descoberta. O rombencéfalo contém circuitos que regulam a fome, sendo assim que funcionam medicamentos para perda de peso como a semaglutida.

A semaglutida também é utilizada para tratar diabetes tipo 2 e é vendida sob a marca Ozempic. A capacidade de cultivar e estudar neurônios do rombencéfalo em laboratório pode levar a uma compreensão mais profunda de como esses circuitos funcionam e como desenvolver intervenções mais precisas.