Tecido cerebral vivo revela padrões únicos de RNA e proteínas perdidos em estudos post-mortem

Dois novos artigos de investigação do Living Brain Project no Monte Sinai apresentam o que é, por vários parâmetros, a maior investigação alguma vez realizada sobre a biologia do cérebro humano vivo. Os artigos apresentam evidências inequívocas de que o tecido cerebral de pessoas vivas tem um caráter molecular distinto, uma observação que até agora foi ignorada porque o tecido cerebral de pessoas vivas raramente é estudado.

As descobertas, recentemente publicadas em Psiquiatria Molecular e PLOS UMpedem uma reavaliação de como os cientistas estudam o cérebro humano.

Amostras cerebrais post-mortem – amostras de tecidos obtidas de indivíduos que doam seus cérebros para a ciência após a morte – são atualmente a fonte de tecido padrão usada pelos cientistas para estudar como nossos cérebros funcionam no nível mais profundo.

Esta prática, que é utilizada para estudar os fundamentos de praticamente todas as doenças cerebrais, como a esquizofrenia e a doença de Alzheimer, baseia-se no pressuposto de que as medições de biologia molecular feitas no cérebro post-mortem são representativas de como o cérebro funciona nas pessoas vivas. Esta suposição não foi testada adequadamente, por isso o Projeto Cérebro Vivo foi concebido para testá-la rigorosamente em vários níveis da biologia.

Para esse fim, a equipe desenvolveu e aplicou ferramentas de transcriptômica e proteômica de última geração para analisar aproximadamente 300 amostras de tecido cerebral de pacientes vivos no Sistema de Saúde Mount Sinai, em Nova York. Transcriptômica e proteômica são o estudo sistemático em larga escala de RNA e proteínas, respectivamente, dentro dos tecidos. As amostras de tecido cerebral foram coletadas usando um procedimento seguro e escalável para biopsiar um pequeno volume de tecido cerebral de uma região do córtex pré-frontal durante a colocação do eletrodo de estimulação durante a cirurgia de estimulação cerebral profunda.

O Psiquiatria Molecular O estudo apresenta o Living Brain Project e apresenta múltiplas linhas de evidência de que a expressão genética no tecido cerebral humano post-mortem pode nem sempre ser uma representação precisa da expressão genética no tecido cerebral humano vivo. Além disso, o estudo sugere que as assinaturas de expressão genética post-mortem de doenças neurológicas e mentais, bem como de fenótipos normais como o envelhecimento, podem nem sempre ser retratos precisos dessas assinaturas de expressão genética no cérebro vivo.

Alexander W. Charney, MD, Ph.D., diretor do Instituto Charles Bronfman de Medicina Personalizada, co-líder do The Living Brain Project e autor sênior de ambos os manuscritos, colocou as descobertas no contexto. “Para alcançar uma compreensão completa de como o nosso cérebro funciona a nível molecular, devemos estudar o cérebro das pessoas que estão vivas”, observa ele. “Este trabalho não deve ser visto como uma prova de que as amostras post-mortem não têm valor, mas sim como uma prova de que as amostras vivas têm valor”.

Os resultados do estudo publicados em PLOS UM expandir o Psiquiatria Molecular estudo concentrando-se no splicing de RNA e na expressão de proteínas. Especificamente, os pesquisadores aprenderam que o cérebro vivo é significativamente diferente do cérebro post-mortem em termos de processamento de RNA, uso de íntrons e expressão de proteínas. Os dados do estudo revelaram que mais de 60% das proteínas e 95% dos tipos de RNA foram expressos ou processados ​​de forma diferente em tecido vivo versus tecido post-mortem.

“Ficamos impressionados com a escala e a consistência das diferenças entre os dados de RNA e proteínas”, diz Brian Kopell, MD, Diretor do Centro de Neuromodulação do Mount Sinai, co-líder do The Living Brain Project e autor principal do PLOS UM estudar.

“Por exemplo, 95% dos transcritos de RNA testados mostraram diferenças em pelo menos um dos seguintes: níveis primários de RNA, taxas de splicing ou níveis de RNA maduro. Muitos padrões de expressão de proteínas também diferiram, e até mesmo as relações entre RNA e níveis de co-expressão de proteínas foram alteradas no tecido post-mortem.”

“Com mais de 10 milhões de pessoas submetidas à neurocirurgia todos os anos em todo o mundo, mesmo a recolha em escala modesta de tecido cerebral de pacientes consentidos poderia acelerar enormemente a nossa compreensão da arquitectura molecular do cérebro em tempo real, desde alterações de humor a tarefas cognitivas e resposta ao tratamento”, conclui o Dr.

“O Projeto Cérebro Vivo está abrindo caminho ao demonstrar que o tecido cerebral de pessoas vivas pode ser coletado de forma segura e escalonável, e deve ser priorizado pela ciência para pesquisas biomédicas”.