Microglia são as células imunológicas mais abundantes no cérebro. Eles ajudam a proteger o cérebro de invasores prejudiciais, reparam neurônios danificados e auxiliam no desenvolvimento normal do cérebro. Pesquisadores do Instituto Zuckerman de Columbia descobriram agora pela primeira vez que a micróglia humana, assim como os neurônios humanos, amadurecem muito mais lentamente do que células comparáveis de outros animais.
“Esta evolução lenta pode ajudar a micróglia humana a influenciar o cérebro humano de forma a permitir as nossas poderosas capacidades cognitivas”, disse Carlos Diaz-Salazar, PhD, autor principal de um novo estudo. neurônio Estudo sobre este tema, realizado no laboratório de Frank Pollex, Ph.D.
Gene específico para humanos com um papel incomum
Pollex Lab passou mais de 15 anos estudando SRGAP2Um entre várias dezenas de genes que foram especificamente duplicados em humanos. O objetivo geral do grupo é compreender as características biológicas que distinguem o cérebro humano do de outros animais.
O trabalho anterior do Dr. Pollex mostrou que cópias específicas de humanos SRGAP2 Aumentar o número de sinapses, ou conexões, feitas pelos neurônios, com essas sinapses amadurecendo muito lentamente. Ambas as características são características distintivas dos neurônios humanos entre os mamíferos. O resultado é uma rede mais densa e forte de conexões neuronais que pode melhorar a capacidade do cérebro de processar e armazenar informações.
Na nova pesquisa, o Dr. Diaz-Salazar encontrou algo inesperado. cópias específicas para humanos de SRGAP2 A microglia era aproximadamente 10 vezes mais abundante que os neurônios.
“Então a questão era: ‘Por que diabos esse gene é tão ativo na microglia?'”, lembrou o Dr. Pollex, pesquisador principal do Instituto Zuckerman.
Microglia ajuda a moldar circuitos cerebrais
Ao longo das últimas duas décadas, os cientistas aprenderam que a microglia faz mais do que apenas combater infecções e ajudar a reparar danos cerebrais. Essas células, que representam de 5 a 10% das células cerebrais, também ajudam a organizar o cérebro em desenvolvimento.
Durante o desenvolvimento, a microglia influencia quais sinapses os neurônios mantêm e quais são eliminadas. Eles podem tornar as sinapses mais ou menos reativas, ajudando a ajustar a comunicação dentro dos circuitos cerebrais.
Experimentos utilizando camundongos e células humanas mostraram que cópias específicas de humanos SRGAP2 Retarda drasticamente o crescimento da microglia humana. A microglia humana leva cerca de quatro a oito anos para amadurecer, enquanto a microglia em camundongos amadurece em cerca de três semanas.
“Este gene ajuda a controlar a velocidade de crescimento dos neurônios, e a natureza também o escolheu para controlar o desenvolvimento da micróglia, que é muito importante para o desenvolvimento dos neurônios, para que permaneçam sincronizados durante o desenvolvimento”, disse o Dr. Diaz-Salazar, agora pesquisador do Instituto de Pesquisa Médica Hospital del Mar, em Barcelona.
Por que o cérebro humano demora tanto para amadurecer?
Comparado com o cérebro de outros mamíferos, o cérebro humano desenvolve-se durante um período de tempo invulgarmente longo. Os cientistas chamam esse cronograma de desenvolvimento estendido de neotenia, e acredita-se que ele desempenhe um papel fundamental no surgimento de habilidades cognitivas humanas avançadas.
Novas descobertas sugerem isso SRGAP2 Vários tipos de células cerebrais, incluindo neurônios e microglia, podem ajudar a coordenar esse lento ritmo de desenvolvimento. Os pesquisadores agora querem determinar como o gene promove a neovascularização nessas células e em outras partes do cérebro.
“Queremos compreender todos os elementos que ajudam a formar o cérebro humano para que possamos compreender o que nos torna únicos do ponto de vista evolutivo”, disse o Dr. Pollex. “Como os cientistas descobriram recentemente que a microglia está envolvida em distúrbios do neurodesenvolvimento e doenças neurodegenerativas, as nossas descobertas aproximam-nos da compreensão do que torna a microglia humana especial no contexto das doenças cerebrais”.
