Danos ao material genético das células nervosas durante o desenvolvimento cerebral podem desencadear a deterioração funcional se o problema persistir, conforme indicam estudos da Universidade de Kyoto e outras instituições. Essa descoberta lança luz sobre os mecanismos por trás de diversas condições neurológicas.
O professor Kengaku, juntamente com seus colaboradores da Universidade de Kyoto, revelou que o DNA de neurônios sofre danos durante as primeiras fases da formação cerebral, na cidade de Kyoto.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyoto e outras entidades confirmou, por meio de experimentos em ratos, que o DNA das células nervosas é comprometido enquanto o cérebro está em formação. Essa lesão acontece quando os neurônios, originados de células-tronco, atravessam espaços restritos nos tecidos, aplicando forças capazes de modificar drasticamente o formato de seus núcleos.
As lesões, em sua maioria, se recuperam naturalmente. No entanto, quando os danos persistem, podem resultar em disfunção nervosa e na manifestação de enfermidades. As conclusões dessa pesquisa foram publicadas em um prestigioso periódico científico britânico, a revista Nature. A importância dessa descoberta reside em fornecer uma compreensão mais profunda dos eventos celulares que podem, em última instância, levar a distúrbios neurológicos complexos.
O córtex cerebral, a camada mais externa, abriga bilhões de neurônios. Essas células nervosas, que nascem de células-tronco em regiões mais profundas, migram através de um denso tecido para alcançar o córtex. Embora se suspeitasse que forças fossem aplicadas nesse percurso, foram poucos os casos em que esse fenômeno foi realmente observado em organismos vivos, o que torna a metodologia desta pesquisa um avanço notável na neurociência.
A professora Mineko Kengaku e sua equipe na Universidade de Kyoto acompanharam a jornada das células nervosas em camundongos durante o período de desenvolvimento do córtex cerebral. Eles constataram que a forma do núcleo se alterava de maneira significativa e a estrutura de dupla hélice do DNA, em seu interior, se rompia quando as células se moviam por tecidos mais compactos.
É um conhecimento estabelecido que quebras na dupla fita de DNA podem provocar a morte celular ou o desenvolvimento de câncer. Contudo, neste estudo, após a conclusão da migração e a formação do córtex cerebral, as quebras da dupla fita desapareceram, e o cérebro dos camundongos seguiu um desenvolvimento normal.
Para aprofundar a investigação, foram realizados experimentos que simularam artificialmente passagens estreitas no cérebro. Células nervosas e células cancerígenas foram submetidas a essas passagens, que eram menores que o diâmetro do núcleo. É conhecido que células cancerígenas também sofrem quebras na dupla fita de DNA sob compressão em espaços apertados. A diferença observada foi que, nas células cancerígenas, a membrana nuclear se rompeu, enquanto a das células nervosas permaneceu intacta.
Nas células cancerosas, o rompimento da membrana nuclear permite que o DNA entre em contato com enzimas degradadoras dentro da célula, causando as quebras. A análise dos neurônios revelou que a topoisomerase, uma enzima que normalmente atua para desfazer torções no DNA dentro do núcleo, também estava induzindo quebras devido ao estresse mecânico. Essas quebras, no entanto, estavam concentradas em áreas não essenciais para a função gênica e eram reparadas rapidamente.
Quando camundongos foram geneticamente modificados para apresentar uma deficiência na capacidade de reparo do DNA, suas células nervosas, a princípio, pareciam desenvolver-se normalmente. No entanto, posteriormente, observou-se a ativação de células inflamatórias e uma diminuição na expressão de genes cruciais para a função neural. Com o avanço da idade, a função cerebelar desses animais começou a declinar, e foram notados distúrbios como alterações na marcha.
O professor Kengaku expressa seu objetivo de pesquisa futuro: “Quero entender com clareza o significado dos danos ao DNA no genoma do cérebro.”