O envelhecimento é um processo inevitável que afeta todos os sistemas do corpo, incluindo o cérebro, um órgão cuja complexidade e diversidade celular é um desafio. O que acontece a nível molecular e celular no cérebro à medida que este envelhece? Um estudo recente publicado na revista Nature deu um passo significativo para a compreensão deste fenómeno, utilizando tecnologias avançadas para mapear as alterações transcriptômicas em diferentes tipos de células cerebrais de ratinhos jovens e idosos. Esta descoberta não só abre novas portas para a compreensão do envelhecimento saudável, como também pode ser fundamental para combater as doenças neurodegenerativas.
Explorar o envelhecimento do cérebro a nível celular
Compreender como o envelhecimento afeta o cérebro, tanto globalmente como em regiões e tipos de células específicos, é essencial para compreender o processo de envelhecimento normal e a sua relação com a doença. Durante a última década, os investigadores trabalharam para identificar e catalogar as caraterísticas moleculares e celulares que se mantêm constantes em diferentes modelos de estudo. No caso do cérebro, foram identificados sinais como a inflamação crônica mediada pela microglia, a atividade anormal das redes neuronais e o envelhecimento celular. No entanto, embora estas descobertas sejam importantes para compreender como as células individuais envelhecem, ainda há muito a aprender sobre o envelhecimento de um tecido tão complexo e diversificado como o cérebro.
Nos últimos anos, estudos efectuados em ratos analisaram as alterações da expressão genética durante o envelhecimento em diferentes regiões do cérebro ao nível das células individuais. Estes trabalhos mostraram que as alterações associadas ao envelhecimento são muito variadas entre os diferentes tipos de células, tanto neuronais como não neuronais. Isto realça a importância de estudar cada tipo de célula em pormenor para compreender como se alteram e interagem entre si durante o envelhecimento.
Metodologia do estudo
O estudo intitulado «Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice» centra-se na identificação da forma como as células cerebrais, tanto neuronais como não neuronais, mudam ao longo do tempo. Utilizando a sequenciação de RNA de célula única (scRNA-seq), os investigadores analisaram mais de 1,2 milhões de transcriptomas individuais em ratinhos de 2 meses (jovens) e de 18 meses (idosos). Esta abordagem cobriu aproximadamente 35% do volume do cérebro, o que o torna o conjunto de dados mais abrangente sobre transcriptômica do envelhecimento do cérebro em ratos até à data.
Resultados relevantes
Identificámos 2 449 genes que alteram a sua atividade com a idade, afetando diferentes tipos de células, como neurônios, astrócitos, tanócitos, microglia, oligodendrócitos e células ependimárias. Estas alterações incluem a perda de células estaminais em áreas onde são gerados novos neurónios, um aumento da inflamação devido ao aumento da atividade dos genes relacionados com o sistema imunitário, uma deterioração das ligações neuronais devido à redução da produção de mielina e alterações nos genes que mantêm a estrutura e a função dos neurónios. Além disso, foram observadas alterações na forma como as células do hipotálamo regulam os nutrientes, afetando o equilíbrio energético e a resposta às hormonas e aos nutrientes.
O papel do hipotálamo no envelhecimento
O hipotálamo, especialmente na zona próxima do terceiro ventrículo (V3), é fundamental para a regulação dos nutrientes e das hormonas. Células como os monócitos e certos tipos de neurônios (AgRP, CRH, LepR, GLP1R) estão envolvidos em funções importantes como o controlo do apetite, a gestão do stress e a regulação da energia do organismo. Estas células apresentam alterações significativas com o envelhecimento, o que pode contribuir para problemas como a inflamação, a desregulação metabólica e a perda de resiliência emocional.
Além disso, estudos anteriores demonstraram que práticas como a restrição calórica e o jejum intermitente podem retardar a deterioração associada ao envelhecimento, melhorando a longevidade. Este facto reforça a importância de compreender como o cérebro integra os sinais hormonais e de nutrientes, especialmente em áreas como o hipotálamo.
Implicações finais
Este estudo representa um passo crucial para uma compreensão mais profunda do envelhecimento do cérebro. Ao desvendar as alterações transcriptômicas específicas de cada tipo de célula, os investigadores estão a lançar as bases para novas estratégias de prevenção e tratamento de doenças relacionadas com a idade. Para os profissionais e estudantes de gerontologia, estas descobertas não só enriquecem o conhecimento teórico, como também inspiram futuras investigações e aplicações clínicas. O cérebro, com toda a sua complexidade, guarda ainda muitos segredos, mas estudos como este permitem-nos estar cada vez mais perto de os desvendar.
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Fonte: Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice