Célula neuroepitelial - Neuroepithelial cell
As células neuroepiteliais , ou células neuroectodérmicas , formam a parede do tubo neural fechado no início do desenvolvimento embrionário . As células neuroepiteliais abrangem a espessura da parede do tubo, conectando-se com a superfície pial e com a superfície ventricular ou luminal . Eles são unidos no lúmen do tubo por complexos juncionais , onde formam uma camada pseudoestratificada de epitélio chamada neuroepitélio .
As células neuroepiteliais são as células-tronco do sistema nervoso central , conhecidas como células-tronco neurais , e geram as células progenitoras intermediárias conhecidas como células gliais radiais , que se diferenciam em neurônios e glia no processo de neurogênese .
Desenvolvimento neural embrionário
Desenvolvimento do cérebro
Durante a terceira semana de crescimento embrionário, o cérebro começa a se desenvolver no feto em um processo denominado morfogênese . As células neuroepiteliais do ectoderma começam a se multiplicar rapidamente e se dobram formando a placa neural , que se invagina durante a quarta semana de crescimento embrionário e forma o tubo neural . A formação do tubo neural polariza as células neuroepiteliais orientando o lado apical da célula para dentro, que mais tarde se torna a zona ventricular, e o lado basal é orientado para fora, que entra em contato com o pial , ou superfície externa do cérebro em desenvolvimento . Como parte dessa polaridade, as células neuroepiteliais expressam a proeminina-1 na membrana plasmática apical, bem como as junções para manter a polaridade celular. A integrina alfa 6 ancora as células neuroepiteliais à lâmina basal . O tubo neural começa como uma única camada de células epiteliais pseudoestratificadas , mas a rápida proliferação de células neuroepiteliais cria camadas adicionais e, eventualmente, três regiões distintas de crescimento. Como essas camadas adicionais formam a polaridade apical-basal deve ser regulada para baixo. A proliferação posterior das células nessas regiões dá origem a três áreas distintas do cérebro: o prosencéfalo , o mesencéfalo e o rombencéfalo . O tubo neural também dá origem à medula espinhal .
Proliferação de células neuroepiteliais
As células neuroepiteliais são uma classe de células-tronco e têm a capacidade de se auto-renovar. Durante a formação do tubo neural, as células neuroepiteliais sofrem divisões proliferativas simétricas que dão origem a duas novas células neuroepiteliais. Em um estágio posterior do desenvolvimento do cérebro, as células neuroepiteliais começam a se auto-renovar e dar origem a progenitores de células não-tronco, como as células gliais radiais, simultaneamente, passando por divisão assimétrica. A expressão de Tis21 , um gene antiproliferativo, faz com que a célula neuroepitelial mude da divisão proliferativa para a divisão neurônica. Muitas das células neuroepiteliais também se dividem em células gliais radiais, uma célula semelhante, mas mais restrita ao destino. Sendo uma célula mais restrita ao destino, a célula glial radial irá gerar neurônios pós-mitóticos, células progenitoras intermediárias ou astrócitos na gliogênese . Durante a divisão celular neuroepitelial, a migração nuclear intercinética permite que as células se dividam sem restrições, mantendo um empacotamento denso. Durante o G1, o núcleo da célula migra para o lado basal da célula e permanece lá para a fase S e migra para o lado apical para a fase G2 . Essa migração requer a ajuda de microtúbulos e filamentos de actina .
Transição da célula glial radial
As células neuroepiteliais dão origem às células progenitoras da glia radial no início do desenvolvimento embrionário. Para fazer essa mudança, as células neuroepiteliais começam a diminuir suas características epiteliais, interrompendo a expressão da occludina , uma proteína de junção apertada. A perda de ocludina causa uma perda dos selos de junção apertados anteriores, que são necessários para a geração de neuroblastos . Outra proteína de junção apertada , PARD3 , permanece no lado apical da célula, co-localizando com N-caderina e mantém a face apical da célula neuroepitelial intacta. Na ausência de ocludina, alguma polaridade ainda é perdida e a célula neuroepitelial dá origem à célula glial radial.
Neurogênese adulta
Gênese de células neuroepiteliais no SNC adulto
No SNC adulto, as células neuroepiteliais surgem em várias áreas diferentes do cérebro: a zona subventricular (SVZ), o bulbo olfatório e o giro denteado do hipocampo . Essas células não aparecem em nenhum sistema nervoso periférico . Frequentemente categorizadas como células-tronco neurais, as células neuroepiteliais dão origem a apenas algumas variedades de células neurais, tornando-as multipotentes - uma distinção definitiva das células- tronco pluripotentes encontradas no desenvolvimento embrionário. As células neuroepiteliais sofrem mitose gerando mais células neuroepiteliais, células gliais radiais ou células progenitoras , as duas últimas se diferenciando em neurônios ou células gliais. As células neuroepiteliais sofrem duas formas diferentes de mitose: divisão diferenciadora assimétrica e divisão prolífica simétrica. A divisão celular assimétrica resulta em duas variedades diferentes de células-filhas (ou seja, uma célula neuroepitelial se divide em uma célula glial radial e outra célula neuroepitelial), enquanto a versão simétrica produz células-filhas idênticas. Este efeito é causado pela orientação do fuso mitótico , que está localizado na área posterior ou anterior da célula mitótica, ao invés do centro onde se encontra durante a divisão simétrica. As células progenitoras e as células gliais radiais respondem a fatores tróficos extracelulares - como fator neurotrófico ciliar (CNTF), citocinas ou neuregulina 1 (NRG1) - que podem determinar se as células se diferenciarão em neurônios ou glia. De modo geral, a neurogênese é regulada por muitas vias regulatórias variadas no SNC, bem como por vários outros fatores, de genes a estímulos externos, como o comportamento individual de uma pessoa. A grande rede interconectada de respostas regulatórias atua para ajustar as respostas fornecidas pelos neurônios recém-formados.
Neurogênese em reparo neural
A neurogênese no cérebro adulto é frequentemente associada a doenças que deterioram o SNC, como doença de Huntington , doença de Alzheimer e doença de Parkinson . Embora a neurogênese adulta seja regulada positivamente no hipocampo em pacientes com essas doenças, se seus efeitos são regenerativos ou inconclusivos ainda está para ser visto. Os indivíduos com essas doenças freqüentemente também expressam diminuição das habilidades olfativas, bem como diminuição da atividade cognitiva no hipocampo, áreas específicas da neurogênese. Os genes associados a essas doenças como α-sinucleína , presenilina 1 , MAPT (proteína tau associada a microtúbulos) e huntingtina também estão frequentemente associados à plasticidade no cérebro e sua modificação. A neuroplasticidade está associada à neurogênese de forma complementar. Os novos neurônios gerados pelas células neuroepiteliais, progenitoras e células gliais radiais não sobreviverão a menos que sejam capazes de se integrar ao sistema fazendo conexões com novos vizinhos. Isso também leva a muitos conceitos controversos, como a terapia neurogênica envolvendo o transplante de células progenitoras locais para uma área danificada.
Doenças associadas
Tumor neuroepitelial disembrioplásico (DNT)
Um tumor neuroepitelial disembrioplásico é um tumor benigno raro que afeta crianças e adolescentes com menos de 20 anos. O tumor ocorre no tecido que cobre o cérebro e a medula espinhal. Os sintomas do tumor dependem de sua localização, mas a maioria das crianças apresenta convulsões que não podem ser controladas por medicamentos. A DNT é geralmente tratada por meio de cirurgia invasiva e os pacientes geralmente são capazes de se recuperar totalmente, com poucos ou nenhum efeito em longo prazo.
Cistos neuroepiteliais
Os cistos neuroepiteliais, também conhecidos como cistos colóides , se desenvolvem em indivíduos entre 20 e 50 anos e são relativamente raros em indivíduos com menos de 20 anos. Os cistos são tumores benignos que geralmente aparecem no terceiro ventrículo anterior . Os cistos ocorrem no epitélio, colocando seus pacientes em risco de hidrocefalia obstrutiva , aumento da pressão intracraniana e raramente hemorragia intracística. Isso resulta do aumento dos cistos, fazendo com que o epitélio secrete líquido mucinoso adicional. Os cistos são geralmente encontrados incidentalmente ou se os pacientes se tornarem sintomáticos apresentando os sintomas de hidrocefalia. Os cistos maiores são operados, enquanto os cistos menores que não são obstrutivos podem ser deixados sozinhos.
Tumores oligodendrogliais
Os tumores oligodendrogliais se manifestam nas células gliais, que são responsáveis pelo suporte e proteção das células nervosas no cérebro. O tumor se desenvolve sobre os oligodendrócitos e geralmente é encontrado no cérebro, ao redor dos lobos frontal ou temporal . Os tumores podem crescer lentamente de maneira bem diferenciada, retardando o início dos sintomas, ou podem crescer rapidamente para formar um oligodendroglioma anaplásico . Os sintomas desse tipo de tumor incluem dores de cabeça e problemas visuais. Além disso, o bloqueio dos ventrículos pode causar acúmulo de líquido cefalorraquidiano, resultando em inchaço ao redor do tumor. A localização do tumor também pode afetar os sintomas, uma vez que os tumores do lobo frontal podem causar mudanças graduais de humor ou personalidade, enquanto os tumores do lobo temporal resultam em problemas de coordenação e fala.
Pesquisa em andamento
Quimeras neurais
Os pesquisadores foram capazes de criar quimeras neurais combinando neurônios que se desenvolveram a partir de células-tronco embrionárias com células gliais que também foram derivadas de células-tronco embrionárias . Essas quimeras neurais fornecem aos pesquisadores uma maneira abrangente de estudar os mecanismos moleculares por trás do reparo e regeneração celular por meio de células precursoras neuroepiteliais e, com sorte, lançarão luz sobre o possível reparo do sistema nervoso em um ambiente clínico. Na tentativa de identificar as principais características que diferenciam as células neuroepiteliais de suas células progenitoras , os pesquisadores identificaram um filamento intermediário que era expresso por 98% das células neuroepiteliais do tubo neural, mas nenhuma de suas células progenitoras. Depois dessa descoberta, ficou claro que todos os três tipos de células do sistema nervoso resultaram de uma população homogênea de células-tronco. Para tornar possível o reparo neural clínico, os pesquisadores precisaram caracterizar ainda mais a determinação regional de células-tronco durante o desenvolvimento do cérebro, determinando quais fatores comprometem um precursor a se tornar um ou outro. Embora os fatores exatos que levam à diferenciação sejam desconhecidos, os pesquisadores tiraram proveito das quimeras neurais de rato humano para explorar o desenvolvimento de neurônios humanos e células gliais em um modelo animal. Essas quimeras neurais permitiram aos pesquisadores olhar para as doenças neurológicas em um modelo animal onde mudanças traumáticas e reativas podem ser controladas. Eventualmente, os pesquisadores esperam ser capazes de usar as informações obtidas desses experimentos de quimera neural para reparar regiões do cérebro afetadas por distúrbios do sistema nervoso central. O problema da entrega, no entanto, ainda não foi resolvido, pois as quimeras neurais demonstraram circular pelos ventrículos e se incorporar em todas as partes do SNC. Ao encontrar pistas ambientais de diferenciação, o transplante de precursor neuroepitelial pode ser usado no tratamento de muitas doenças, incluindo esclerose múltipla , doença de Huntington e doença de Parkinson. A exploração adicional de células quiméricas neurais e cérebros quiméricos fornecerá evidências para a manipulação dos genes corretos e o aumento da eficácia do reparo do transplante neural.
Depressão
Pesquisas sobre depressão indicam que um dos principais fatores causais da depressão, o estresse, também influencia a neurogênese. Essa conexão levou as pesquisas a postular que a depressão poderia ser o resultado de mudanças nos níveis de neurogênese no cérebro adulto, especificamente no giro denteado . Estudos indicam que o estresse afeta a neurogênese, aumentando os glicocorticóides e diminuindo os neurotransmissores como a serotonina . Esses efeitos foram ainda verificados pela indução de estresse em animais de laboratório, o que resultou na diminuição dos níveis de neurogênese. Além disso, as terapias modernas que tratam a depressão também promovem a neurogênese. A pesquisa em andamento está procurando verificar melhor essa conexão e definir o mecanismo pelo qual ela ocorre. Isso pode levar a uma melhor compreensão do desenvolvimento da depressão, bem como a métodos futuros de tratamento.
Veja também
Referências
links externos
- células neuroepiteliais + nos cabeçalhos de assuntos médicos da Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA (MeSH)