Nova pesquisa pode ajudar a ciência a entender melhor o autismo

Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores do grupo Knoblich do Instituto de Biotecnologia Molecular (IMBA) da Academia Austríaca de Ciências e do grupo Treutlein da ETH Zurique permite a identificação de tipos celulares vulneráveis e redes de regulação gênica subjacentes aos transtornos do espectro autista. O método inovador oferece uma visão inédita sobre o autismo, um dos transtornos mais complexos que desafiam o cérebro humano. Os resultados do estudo foram publicados na Nature.

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Relação entre o autismo e o cérebro

• Para se desenvolver, o cérebro humano depende de processos únicos, entre eles a construção de um córtex intrincadamente em camadas e conectado.
• Mas o que é um diferencial também torna os distúrbios do neurodesenvolvimento mais prováveis em humanos.
• Por exemplo, muitos genes que conferem um alto risco de desenvolver transtorno do espectro autista (TEA) são cruciais para o desenvolvimento do córtex.
• Embora estudos clínicos tenham mostrado causalidade entre múltiplas mutações genéticas e autismo, os pesquisadores ainda não entendem como essas mutações levam a mudanças no desenvolvimento cerebral.

Pesquisadores estudaram mutações em genes

Para ajudar a resolver essa questão, pesquisadores desenvolveram uma técnica para rastrear um conjunto completo de genes reguladores transcricionais chave ligados ao autismo. Esse desenvolvimento é especialmente impactante, uma vez que os genes de interesse podem ser examinados simultaneamente dentro de um único organoide em mosaico, marcando o início de uma era de triagem genética intrincada, eficiente e conveniente em tecido humano.

No sistema recém-desenvolvido, chamado “CHOOSE” (CRISPR-organoides humanos-scRNA-seq), cada célula no organoide carrega no máximo uma mutação em um gene específico do TEA. Os pesquisadores puderam rastrear o efeito de cada mutação em um nível de célula única e mapear a trajetória de desenvolvimento de cada célula.

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Com essa metodologia de alto rendimento, podemos inativar sistematicamente uma lista de genes causadores de doenças. À medida que os organoides que carregam essas mutações crescem, analisamos o efeito de cada mutação no desenvolvimento de cada tipo de célula.

Chong Li, pós-doutorando no grupo de Knoblich e coautor correspondente do estudo

Usando o sistema, os pesquisadores descobriram que mutações de 36 genes, conhecidos por aumentar a possibilidade de autismo, levam a mudanças específicas do tipo celular no cérebro humano em desenvolvimento. Eles identificaram mudanças transcricionais críticas reguladas por meio de redes comuns, chamadas de “redes reguladoras de genes” ou GRNs. Um GRN é um conjunto de reguladores moleculares que interagem entre si para controlar uma função celular específica.

Alguns tipos de células são mais vulneráveis a mutações que levam ao autismo, especialmente alguns progenitores neurais – as células fundadoras que geram neurônios. Isso é verdade ao ponto de que a patologia do autismo já poderia surgir precocemente durante o desenvolvimento cerebral. Isso indica que alguns tipos de células precisarão de mais atenção no futuro ao estudar genes do autismo.

Chong Li, pós-doutorando no grupo de Knoblich e coautor correspondente do estudo

Para confirmar se essas descobertas são relevantes para distúrbios humanos, os pesquisadores se uniram a clínicos da Universidade de Medicina de Viena e geraram organoides cerebrais a partir de duas amostras de células-tronco de pacientes. Ambos os pacientes tinham mutações que causaram o autismo no mesmo gene.

Com essa nova técnica, cientistas e clínicos ganham uma ferramenta de triagem robusta e precisamente controlada de alto rendimento que reduz consideravelmente o tempo de análise e fornece informações essenciais sobre os mecanismos da doença. As informações são da Medical Xpress.

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