Otimizando neurogênese

Evidências recentes revelaram a influência do metabolismo celular e da dinâmica das mitocôndrias na neurogênese.

A neurogênese é um evento chave do desenvolvimento neural, pelo qual as células-tronco (NSCs) deixam de se auto renovar e de se dividir para se converter em neurônios pós-mitóticos.

As mitocôndrias desempenham função essencial na produção de energia, na homeostase do cálcio e na sinalização celular. Constituem uma rede que é constantemente remodelada através de um processo de fissão ou fusão. Essa dinâmica pode influenciar a renovação e a diferenciação de NSCs pela produção de metabólitos, que podem modular as vias de desenvolvimento, em particular a acetilação e a metilação de histonas.

Um rastreamento in vitro seguiu a dinâmica mitocondrial de NSCs durante a auto renovação e diferenciação neuronal e confirmou que a fissão mitocondrial ocorreu durante a mitose das NSCs.

Também revelou que as células filhas, destinadas a permanecer NSCs, apresentaram altos níveis de fusão mitocondrial, enquanto as células neuronais prospectivas mantiveram níveis mais altos de fissão mitocondrial.

A indução aguda da fusão mitocondrial logo após a mitose alterou drasticamente o equilíbrio do destino celular, levando a maioria das NSCs a sofrer auto renovação em vez de diferenciação neuronal.

As vias metabólicas das mitocôndrias também contribuem de forma essencial para a regulação da proliferação e da auto renovação de NSCs. Os efetores moleculares da fosforilação oxidativa (OXPHOS) nas mitocôndrias são os dois principais processos que geram ATP dentro das células.

OXPHOS é necessário em várias etapas da neurogênese, desde a auto renovação do NSC até a aquisição do destino neuronal. O aumento da atividade de fosforilação oxidativa impulsiona os efeitos transcricionais e epigenéticos para influenciar o destino da célula.

A dinâmica das mitocôndrias tem sido associada a decisões de destino celular em vários sistemas. Essas novas descobertas têm implicações importantes para nossa compreensão das doenças do neurodesenvolvimento e, possivelmente, da evolução do cérebro humano.

Referência

Iwata, Ryohei, and Pierre Vanderhaeghen. “Regulatory roles of mitochondria and metabolism in neurogenesis.” Current opinion in neurobiology vol. 69 (2021): 231-240. doi:10.1016/j.conb.2021.05.003

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