Como Pequenas Moléculas Controlam o Desenvolvimento de Neurônios no Cérebro: microRNAs e o Autismo
- Lidi Garcia
- 8 de abr.
- 3 min de leitura
Pesquisadores descobriram como pequenas moléculas chamadas microRNAs ajudam a moldar neurônios importantes no cérebro. Eles estudaram células de Purkinje, que controlam movimentos e estão ligadas ao autismo, e mostraram que os microRNAs são essenciais para o crescimento correto dessas células e suas conexões. Ao controlar certos genes, essas moléculas permitem que os neurônios se desenvolvam da forma certa, abrindo caminho para entender melhor distúrbios neurológicos e o desenvolvimento cerebral.
Nosso cérebro é formado por bilhões de neurônios conectados de maneira extremamente complexa. Mas como essas células nervosas sabem como crescer, se ramificar e se conectar corretamente?
Uma nova pesquisa da Scripps Research revela que parte dessa “orquestra” de desenvolvimento é regida por microRNAs, pequenas moléculas que controlam quando e como certos genes são ativados ou desativados.
Os cientistas queriam entender como essas moléculas afetam o desenvolvimento de células de Purkinje, um tipo especial de neurônio localizado no cerebelo, a parte do cérebro responsável pelo equilíbrio e coordenação motora.
Essas células são grandes, com estruturas que lembram uma árvore, e são conhecidas por sua importância em distúrbios do neurodesenvolvimento, como o autismo.
MicroRNAs são pequenos pedaços de RNA que não produzem proteínas diretamente, mas agem como controladores de outros genes, dizendo ao corpo quando parar ou reduzir a produção de certas proteínas. Eles funcionam como reguladores finos de um sistema muito complexo, como um botão de volume, ajustando a intensidade com que os genes são usados.
Para entender melhor esse processo, os cientistas criaram modelos de camundongos geneticamente modificados que permitem ligar ou desligar temporariamente os microRNAs durante fases específicas do desenvolvimento do cérebro.
Assim, eles puderam ver exatamente quando os microRNAs são necessários e como afetam o crescimento dos neurônios.
Eles descobriram duas "janelas críticas" no desenvolvimento das células de Purkinje:
Primeira semana de vida (em camundongos): Se os microRNAs forem desligados aqui, as células de Purkinje crescem com menos ramificações e o cerebelo fica menor.
Terceira semana de vida: Se os microRNAs forem desligados neste período, essas células não conseguem formar sinapses, que são as conexões com outras partes do cérebro, como se tivessem os fios, mas não os plugues.
Eles identificaram dois microRNAs principais no desenvolvimento dessas células: miR-206 e miR-133. E encontraram quatro genes que esses microRNAs regulam: Shank3, Prag1, En2 e Vash1.
Esses genes normalmente atuam como “freios” no crescimento das células. Quando os microRNAs os desativam, os "freios" são liberados, permitindo que a célula cresça sua complexa estrutura ramificada, essencial para sua função.
Curiosamente, alguns desses genes já foram associados a transtornos como o autismo, o que aumenta ainda mais o interesse científico sobre esse caminho de regulação.
Essa pesquisa ajuda a esclarecer como neurônios altamente especializados se formam e como defeitos sutis nesse processo podem levar a distúrbios neurológicos.
Além disso, revela como microRNAs são fundamentais para a identidade e a função de diferentes tipos de células cerebrais, e não apenas peças de apoio secundárias como se pensava antes. Como essas moléculas também estão envolvidas na plasticidade do cérebro, envelhecimento e respostas ao ambiente, os achados podem abrir portas para novas abordagens terapêuticas no futuro.
LEIA MAIS:
MicroRNA mechanisms instructing Purkinje cell specification
Norjin Zolboot, Yao Xiao, Jessica X. Du, Marwan M. Ghanem, Su Yeun Choi, Miranda J. Junn, Federico Zampa, Zeyi Huang, Ian J. MacRae, and Giordano Lippi
Neuron, April 02, 2025
Abstract:
MicroRNAs (miRNAs) are critical for brain development; however, if, when, and how miRNAs drive neuronal subtype specification remains poorly understood. To address this, we engineered technologies with vastly improved spatiotemporal resolution that allow the dissection of cell-type-specific miRNA-target networks. Fast and reversible miRNA loss of function showed that miRNAs are necessary for Purkinje cell (PC) differentiation, which previously appeared to be miRNA independent, and identified distinct critical miRNA windows for dendritogenesis and climbing fiber synaptogenesis, structural features defining PC identity. Using new mouse models that enable miRNA-target network mapping in rare cell types, we uncovered PC-specific post-transcriptional programs. Manipulation of these programs revealed that the PC-enriched miR-206 and targets Shank3, Prag1, En2, and Vash1, which are uniquely repressed in PCs, are critical regulators of PC-specific dendritogenesis and synaptogenesis, with miR-206 knockdown and target overexpression partially phenocopying miRNA loss of function. Our results suggest that gene expression regulation by miRNAs, beyond transcription, is critical for neuronal subtype specification.
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