Mapa com dados de mais de 30 milhões de células e quase 200 estudos revela como se forma o neocórtex e onde surgem falhas

Mapa que reúne dados de mais de 30 milhões de células e quase 200 estudos mostra como o neocórtex se forma e onde ocorrem falhas

Investigadores do Instituto de Medicina Johns Hopkins, em colaboração com equipas de vários países, desenvolveram um mapa molecular do cérebro humano com foco no neocórtex - a camada mais externa, associada a funções cognitivas.

O atlas foi construído a partir de resultados de quase 200 estudos publicados e da análise de mais de 30 milhões de células. O recurso facilita a exploração de ligações genéticas e de vias biológicas associadas a condições como as perturbações do espectro do autismo e a doença de Alzheimer, que afectam milhões de pessoas em todo o mundo.

Objectivo do atlas do neocórtex e implicações clínicas

O líder do projecto, o médico Carlo Colantuoni, explicou que a finalidade central do trabalho passa por compreender os mecanismos celulares envolvidos na formação do neocórtex e por identificar sinais precoces de atrasos no desenvolvimento e de doenças do cérebro. Esse conhecimento poderá apoiar a criação de novas abordagens terapêuticas.

Comparações com modelos de mamíferos e ratos: a evolução do neocórtex

A investigação integra também modelos de cérebro de mamíferos e de ratos, usados para ilustrar de que forma a evolução contribuiu para a expansão do neocórtex em humanos. Um exemplo destacado é o ritmo de maturação neuronal: no neocórtex humano, o amadurecimento dos neurónios pode prolongar-se por anos, enquanto nos ratos o mesmo processo decorre em apenas algumas semanas.

Desenvolvimento celular, padrões de crescimento e desvios associados a doença

Ao permitir observar o desenvolvimento cerebral ao nível celular, o atlas ajuda a caracterizar etapas de maturação, identificando padrões típicos de crescimento e variações que se relacionam com doenças neurodegenerativas. Esta capacidade é particularmente relevante para clarificar condições raras, como a microcefalia, que afecta o crescimento do cérebro ainda antes do nascimento.

Portal web aberto e integração na iniciativa Human Cell Atlas (HCA)

Para tornar o recurso utilizável por um público mais alargado, a equipa disponibilizou um portal web aberto onde investigadores sem competências de programação podem consultar a expressão génica, analisar a coordenação de módulos genéticos e ainda adicionar os seus próprios dados para ampliar o atlas. Desta forma, a plataforma torna-se acessível a diferentes perfis de especialistas.

Este trabalho insere-se numa iniciativa mais abrangente, a Human Cell Atlas (HCA), que desde 2016 se dedica ao mapeamento de todas as células do corpo humano. Os estudos ligados à HCA já permitiram identificar novos tipos celulares e aprofundar a compreensão do funcionamento dos órgãos.

Como o atlas complementa outros esforços de investigação biomédica

O atlas do cérebro reforça, em paralelo, linhas de investigação focadas no impacto dos opióides no cérebro, na regeneração de células ciliadas do ouvido interno para recuperação da audição e na forma como vias celulares se distribuem na demência. Em conjunto, estes trabalhos contribuem para encontrar novas alvos moleculares com potencial terapêutico.

Colantuoni sublinhou ainda a importância de envolver parceiros académicos e industriais para assegurar investimento em projectos deste tipo. No futuro, o uso de algoritmos de inteligência artificial para analisar grandes volumes de dados, aliado à modelação em sistemas de células estaminais, poderá acelerar o desenvolvimento de terapias personalizadas relacionadas com doenças neurodegenerativas.