Novos mecanismos moleculares moldam a identidade dos neurônios nas células da retina

Um estudo recente liderado por Tiffany Schmidt, Ph.D., professora associada de Oftalmologia e Neurobiologia no Weinberg College of Arts and Sciences, descobriu mecanismos celulares até então desconhecidos que moldam a identidade dos neurônios nas células da retina, descobertas que podem melhorar a compreensão dos circuitos cerebrais e das doenças. O estudo é publicado em Comunicações da Natureza.

O laboratório de Schmidt estuda células ganglionares da retina intrinsecamente fotossensíveis (ipRGCs) que expressam melanopsina, um tipo de neurônio na retina que desempenha um papel fundamental na sincronização do relógio interno do corpo com o ciclo diário de luz/escuridão.

Existem seis subtipos de ipRGCs – M1 a M6 – e cada um expressa uma quantidade diferente da proteína melanopsina, o que torna os ipRGCs diretamente sensíveis à luz. No entanto, os mecanismos que dão origem às características estruturais e funcionais únicas de cada subtipo de ipRGCs permaneceram anteriormente indefinidos.

“Estamos nos perguntando como você pode obter esse ipRGC que se transforma em todas essas classes diferentes e como elas são especializadas em todos os seus diferentes comportamentos”, disse Schmidt.

Em colaboração com o laboratório de Yue Yang, Ph.D., professor assistente de Neurobiologia no Weinberg College of Arts and Sciences, os cientistas usaram uma combinação de eletrofisiologia e técnicas de sequenciamento genético para estudar uma proteína chamada BRN3B em modelos de camundongos knockout.

“Notavelmente, a expressão de BRN3B está presente em ipRGCs recentemente pós-mitóticos e persiste na idade adulta, sugerindo que pode desempenhar papéis ainda não identificados no desenvolvimento e função de ipRGC. Portanto, avaliamos como a remoção de BRN3B de ipRGCs impacta a regulação genética nessas células”, escreveram os autores.

Os cientistas descobriram que a interrupção dos níveis de expressão de BRN3B causou alterações transcricionais e funcionais em todos os subtipos de ipRGC, mais notavelmente que os perfis de expressão gênica de todos os subtipos de ipRGC mudaram em direção ao perfil de expressão gênica das células M1.

Estas descobertas melhoram a compreensão de como os subtipos neuronais desenvolvem características moleculares e celulares específicas e por que estas diferenças influenciam a função e o comportamento, de acordo com Schmidt.

“Se pudermos entender como essas características são ajustadas durante o desenvolvimento nesta classe de seis células em uma gama tão ampla, agora poderemos começar a ver o que está a jusante disso e quais são os mecanismos básicos que podem estar presentes em outros diversos tipos de neurônios na retina, mas também no cérebro”, disse Schmidt.

Schmidt disse que os próximos passos incluirão a identificação dos mecanismos intracelulares e dos alvos a jusante que moldam essas propriedades neuronais distintas.

“Acho que isso será muito emocionante para a nossa compreensão de quais tipos de mutações podem afetar a função dos neurônios, o que teria implicações para doenças além da retina”, disse Schmidt.