Introdução:
A conclusão do rascunho da sequência do genoma do camundongo representa um marco significativo na biologia, com implicações particularmente importantes para a neurociência. Este avanço abre caminho para uma compreensão mais profunda do cérebro, impulsionando a neurociência para uma nova era de descobertas. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
A Ascensão da Neurociência Pós-Genômica:
Enquanto o sequenciamento do genoma humano e de outros organismos foi conduzido com uma abordagem de “big science”, a neurociência tradicionalmente se concentrou em estudos orientados por hipóteses, realizados por pequenos grupos de pesquisadores. No entanto, o sucesso do sequenciamento do genoma em larga escala, alcançado pelo desenvolvimento de tecnologias de alto rendimento e algoritmos avançados, sugere que a neurociência também pode se beneficiar de uma abordagem semelhante. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Mapeando a Expressão Gênica no Cérebro:
O primeiro passo crucial na era pós-genômica da neurociência é mapear o padrão de expressão de cada um dos aproximadamente 30.000 genes no genoma dos mamíferos. Estudos iniciais, como os que descrevem a expressão dos ortólogos de camundongos para cada gene conhecido no cromossomo humano 21, revelaram que uma proporção surpreendentemente alta desses genes é expressa no cérebro, muitos com padrões distintos de expressão regional. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Desvendando a Complexidade Celular do Cérebro:
O cérebro é composto por uma variedade de tipos celulares, e a caracterização completa dessas células requer uma combinação de abordagens. Técnicas baseadas em dissecção, como PCR e análise de microarranjos, permitem a análise rápida de múltiplos genes, mas carecem de resolução espacial. A hibridização in situ oferece melhor resolução, mas geralmente não é suficiente para identificar tipos celulares específicos. Uma alternativa promissora é a marcação de genes individuais em animais transgênicos com marcadores como a proteína verde fluorescente (GFP), revelando seus padrões de expressão in vivo e permitindo a purificação de tipos celulares específicos para análise molecular. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Desvendando a Identidade Celular Através da Expressão Gênica:
Embora o número exato de tipos celulares no cérebro permaneça desconhecido, é provável que uma classificação baseada na expressão gênica revele muito mais subtipos do que os reconhecidos por critérios morfológicos tradicionais. Uma abordagem eficiente pode ser iniciar com fatores de transcrição, marcadores poderosos para o estudo do desenvolvimento neural. É plausível que combinações específicas de expressão de fatores de transcrição determinem muitas outras propriedades celulares, incluindo morfologia, excitabilidade, conectividade e propriedades sinápticas. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Impacto da Caracterização Celular na Função Cerebral:
Um inventário completo dos componentes celulares do sistema nervoso seria um recurso inestimável para estudos de desenvolvimento e para a compreensão da função cerebral. A incerteza sobre o tipo de célula sendo registrada limita muitos estudos em nível de sistema, especialmente em animais intactos. Uma descrição molecular abrangente permitiria correlacionar padrões de disparo com a identidade celular e suas propriedades funcionais. Além disso, novas ferramentas genéticas possibilitariam a manipulação da atividade de tipos celulares específicos in vivo. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Escalando para o Genoma Completo e Cérebro:
Embora muitas abordagens pós-genômicas já sejam viáveis em pequena escala, ampliar esses esforços para o genoma e o cérebro inteiro apresenta um desafio considerável. A neurociência pode se beneficiar das experiências da comunidade genômica, particularmente no que diz respeito ao compartilhamento de dados, desenvolvimento de software e organização política. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Lições da Genômica:
O compartilhamento de dados é essencial para o progresso rápido, e a comunidade genômica tem demonstrado isso com a adesão às “regras das Bermudas”, que exigem a rápida disponibilização de dados em arquivos públicos. A neurociência precisa superar a relutância em compartilhar dados e adotar essa prática. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Software e Padrões:
A análise de dados “neuromicos” – catálogos de expressão gênica, atlas digitais da anatomia cerebral, bancos de dados de morfologia e fisiologia neuronal, software para reconstrução serial de microscopia eletrônica, entre outros – exigirá softwares robustos e interoperáveis. A diversidade de softwares é essencial para a evolução do campo, mas a interoperabilidade precisa ser garantida por meio de padrões definidos por alguma autoridade central. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Visão e Liderança:
O sucesso do Projeto Genoma Humano deveu-se, em parte, à capacidade de seus líderes de apresentar uma visão ousada que cativou a imaginação de políticos e do público. A neurociência precisa de uma visão semelhante para garantir o apoio e o financiamento necessários para seus empreendimentos em larga escala na era pós-genômica. (NATURE NEUROSCIENCE, 2003).
Conclusão:
A neurociência está à beira de uma transformação profunda na era pós-genômica. Ao adotar as lições aprendidas com a genômica e desenvolver as tecnologias e abordagens necessárias, os neurocientistas podem desvendar os mistérios do cérebro de maneiras sem precedentes, abrindo caminho para novas descobertas e tratamentos para doenças neurológicas.
Referência:
NATURE NEUROSCIENCE. Neuroscience in the post-genome era. Nature Neuroscience, v. 6, n. 1, p. 1, 2003.
