Pesquisadores descobriram que células amácrinas colinérgicas criam um “espaço interpessoal” da mesma forma que as pessoas buscam um certa distância umas das outras em um elevador. Além disso, o estudo mostra que esta característica é hereditária e identifica uma contribuição genética.
A organização funcional do sistema nervoso central depende de uma arquitetura exata e da conectividade de diferentes tipos de neurônios. Vários tipos de células estão presentes dentro de qualquer estrutura cerebral, mas as normas que regem o seu posicionamento, e os mecanismos moleculares que comandam essas regras, têm sido relativamente inexplorados.
Um novo estudo realizado por pesquisadores da UC Santa Barbara demonstra que um neurônio particular, a célula amácrina colinérgica, cria um “espaço interpessoal”. O estudo, publicado na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, mostra que essa característica é hereditária e identifica um contribuinte genético a ela, o gene 1 transformados do tumor da hipófise (PTTG1).
Patrick Keeley, de pós-doutorando do laboratório de Benjamin Reese no Instituto de Pesquisa de Neurociência da UCSB, vem usando a retina como um sistema modelo para explorar tais princípios de neurobiologia do desenvolvimento. A retina é ideal porque esta porção do sistema nervoso central, serve de exemplo para tal análise espacial.
"As populações de neurônios na retina são dispostas em camadas únicas dentro de uma estrutura em camadas, dando-se a quantificação precisa e a análise estatística", explicou Keeley. "Ao invés de serem distribuídas como treliças regulares de células nervosas, as populações da retina parecem obedecer a uma regra simples, de minimizar a proximidade com outras células do mesmo tipo. Gostaríamos de entender como essas populações criam e mantem tal comportamento espacial."
Para resolver isso, Keeley e seus colegas quantificaram a regularidade na população de um determinado tipo de célula amácrina na retina do rato. Eles o fizeram em 26 linhagens geneticamente distintas de ratos e descobriram que cada cepa exibiu o mesmo comportamento de auto-espaçamento, mas que algumas cepas fizeram isso de forma mais eficiente do que outras. Células amácrinas são interneurônios da retina que possuem conexões entre outros neurônios e regulam a saída da célula bipolar.
"A regularidade na padronização dessas células amácrinas mostrou pouca variação dentro de cada linhagem, mostrando variação notável entre as cepas, indicando um componente hereditário para essa característica", disse Keeley.
"Isso em si foi uma surpresa, já que o padrão em tais populações tem uma qualidade aparentemente estocástica para isso", disse Reese, professor do Departamento de Psicologia e Ciências do Cérebro. Sistemas estocásticos são aleatórios e são analisados, pelo menos em parte, usando a teoria da probabilidade.
Esta variação de tensão na regularidade desta padronização celular mostrou uma ligação significativa para um local no genoma do cromossomo 11, em que os pesquisadores identificaram PTTG1, que até então não se sabia desempenhar qualquer papel na retina.
Trabalhando em colaboração com colegas da Universidade de Tennessee Health Science Center, em Memphis, a equipe de Keeley demonstrou que a expressão desse gene varia entre as 26 linhagens de camundongos e que existe uma correlação positiva entre a expressão gênica e esta regularidade. Em seguida, identificou-se uma mutação neste gene que está correlacionada aos níveis de expressão e à regularidade. Trabalhando com colegas do Cedars-Sinai Medical Center, em Los Angeles, a equipe também demonstrou diretamente que esta expressão gênica sofre mutação controlada.
"PTTG1 tem diversas funções, sendo uma delas a oncogênese para tumores da hipófise, e é conhecida por ter funções reguladoras orquestrando a expressão do gene em outras partes do corpo", explicou Keeley. "Dentro desta classe de neurónios da retina, é conveniente regularmos a maneira em que as células integram os sinais dos seus vizinhos imediatos, traduzindo a informação de qual posição da célula é mais distante destes ou daqueles vizinhos." Estudos futuros devem decifrar a rede genética controlada por PTTG1 que medeia tal espaçamento das células nervosas.
Universidade da Califórnia, Santa Barbara. Traduzido livremente. Imagem: Creative Commons.
