Uma equipe de pesquisa de vários institutos liderada pela BGI-Research usou a tecnologia BGI Stereo-seq para construir o primeiro atlas celular espaço-temporal do desenvolvimento e regeneração do cérebro do axolotl (Ambystoma mexicanum), revelando como uma lesão cerebral pode se curar. O estudo foi publicado como matéria de capa na última edição da Science .
A equipe de pesquisa analisou o desenvolvimento e a regeneração do cérebro da salamandra, identificou os principais subconjuntos de células-tronco neurais no processo de regeneração do cérebro da salamandra e descreveu a reconstrução de neurônios danificados por esses subconjuntos de células-tronco. Ao mesmo tempo, a equipe também descobriu que a regeneração e o desenvolvimento do cérebro têm certas semelhanças, fornecendo assistência para a estrutura e o desenvolvimento cognitivo do cérebro, ao mesmo tempo em que oferecem novas direções para a pesquisa em medicina regenerativa e o tratamento do sistema nervoso.

Ao contrário dos mamíferos, alguns vertebrados têm a capacidade de regenerar vários órgãos, incluindo partes do sistema nervoso central. Entre eles, o axolote pode não só regenerar órgãos como membros, cauda, ​​olhos, pele e fígado, mas também o cérebro. O axolote é evolutivamente avançado em comparação com outros teleósteos, como o peixe-zebra, e seu cérebro apresenta uma maior semelhança com a estrutura cerebral dos mamíferos. Portanto, este estudo utilizou o axolote como um organismo modelo ideal para pesquisas em regeneração cerebral.

Pesquisas anteriores caracterizaram apenas parcialmente quais células e vias estão envolvidas na regeneração do cérebro. Neste estudo, os pesquisadores usaram a tecnologia Stereo-seq da BGI para criar um mapa espaço-temporal de resolução de célula única do desenvolvimento do cérebro da salamandra ao longo de seis importantes períodos de desenvolvimento, mostrando as características moleculares de vários neurônios e mudanças dinâmicas na distribuição espacial. Os pesquisadores descobriram que os subtipos de células-tronco neurais localizados na região da zona ventricular no estágio inicial de desenvolvimento são difíceis de distinguir, mas começaram a se especializar com características regionais espaciais a partir do estágio adolescente. Esta descoberta sugere que diferentes subtipos podem realizar diferentes funções durante a regeneração.

Ao amostrar o cérebro em sete momentos (2, 5, 10, 15, 20, 30 e 60 dias) após uma lesão na área cortical do cérebro da salamandra, os pesquisadores foram capazes de analisar a regeneração celular.

No estágio inicial da lesão, novos subtipos de células-tronco neurais começaram a aparecer na área da ferida e conexões parciais de tecido apareceram na área lesionada no dia 15. Nos dias 20 e 30, os pesquisadores observaram que a ferida havia sido preenchida com novos tecidos , mas a composição celular foi significativamente diferente da área não lesada. No dia 60, os tipos de células e a distribuição retornaram ao mesmo status da área não lesionada.

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Ao comparar a mudança molecular durante o desenvolvimento e a regeneração do cérebro da salamandra, os pesquisadores descobriram que o processo de formação de neurônios é altamente semelhante durante o desenvolvimento e a regeneração. Este resultado indica que a lesão cerebral pode induzir as células-tronco neurais a se transformarem reversamente em um estado de desenvolvimento inicial para iniciar o processo de regeneração.

"Usando o axolotl como organismo modelo, identificamos os principais tipos de células no processo de regeneração do cérebro. Esta descoberta fornecerá novas idéias e orientações para a medicina regenerativa no sistema nervoso dos mamíferos", explicou o Dr. Yin Gu, co-autor correspondente do estudo. papel, vice-diretor de BGI-Research.

"O cérebro é um órgão complexo com neurônios interconectados. Portanto, um dos principais objetivos da medicina regenerativa do sistema nervoso central não é apenas reconstruir a estrutura espacial dos neurônios, mas também reconstruir os padrões específicos de suas conexões intratecidos. é importante reconstruir a estrutura 3D do cérebro e entender as reações sistêmicas entre as regiões do cérebro durante a regeneração em pesquisas futuras."

Além do BGI, pesquisadores da China, Estados Unidos e Dinamarca, incluindo o Hospital Popular da Província de Guangdong, a Universidade Normal do Sul da China, a Universidade de Wuhan, a Escola de Ciências da Vida da Universidade da Academia Chinesa de Ciências, o Laboratório da Baía de Shenzhen, o Instituto Whitehead, a Universidade de Copenhague, e outros institutos participaram deste estudo que recebeu aprovação ética e usou axolote cultivado em laboratório. + Explorar mais

Neurônios e glia colaboram para impulsionar a regeneração neural após lesão cerebral