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Insights sobre o papel da Habenula na esquizofrenia

A pesquisa mostra como a habenula influencia os transtornos mentais, especialmente a esquizofrenia.

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A Habenula é uma estrutura pequena no cérebro que tem um papel em vários transtornos de saúde mental, tipo depressão, ansiedade, dependência e esquizofrenia. Ela tem duas partes: a habenula medial e a habenula lateral. Essas partes se conectam a áreas importantes no cérebro que produzem substâncias químicas como dopamina, serotonina e norepinefrina, que são essenciais para nosso humor e motivação. Por causa da sua participação nesses comportamentos, a habenula virou um alvo importante para pesquisas que visam tratar problemas de saúde mental.

Desafios no Estudo da Habenula

As pesquisas sobre a habenula enfrentam desafios. Estudos de imagem com pacientes com esquizofrenia tentaram encontrar diferenças na estrutura e na atividade da habenula, mas tiveram dificuldade porque essa estrutura é pequena e difícil de definir claramente. Isso limitou nosso entendimento sobre suas partes. Também há menos estudos focando nos aspectos biológicos da habenula depois que as pessoas faleceram, muito por conta do seu tamanho e localização no cérebro.

Enquanto algumas pesquisas analisaram mudanças na Expressão Gênica em outras áreas do cérebro relacionadas à esquizofrenia, ainda falta informação detalhada sobre a composição molecular da habenula nesse contexto.

Pesquisa sobre Tipos de Células na Habenula

Estudos em modelos animais mostraram que existem diferentes tipos de células dentro da habenula, cada uma com características únicas. Porém, ainda não se sabe se esses tipos celulares dos animais também estão presentes no cérebro humano. Entender isso poderia ajudar os pesquisadores a identificar riscos biológicos associados a transtornos de saúde mental, que é essencial para desenvolver melhores tratamentos.

Dado o papel da habenula na gestão das vias químicas do cérebro, olhar de perto seus tipos de células e suas funções pode oferecer novas perspectivas sobre as causas de doenças como a esquizofrenia. Muitos medicamentos para esquizofrenia visam afetar os receptores de dopamina e serotonina, tornando crucial estudar as células da habenula e suas vias de comunicação.

Além disso, há uma conexão entre esquizofrenia e dependência de nicotina, já que fumar parece melhorar certos sintomas cognitivos para alguns indivíduos. A habenula medial é rica em células relacionadas à dependência de nicotina, mas ainda não entendemos completamente como isso se relaciona à esquizofrenia nas pessoas.

Criando um Mapa da Habenula Humana

Para preencher essas lacunas, pesquisadores criaram um mapa detalhado da habenula humana saudável em nível celular. Eles estudaram os tipos celulares dentro da habenula medial e lateral e como eles se relacionam. Isso foi feito analisando Amostras de Tecido de pessoas que faleceram, comparando aquelas com esquizofrenia às que não tinham.

Os achados revelam diferenças claras na expressão gênica associadas à esquizofrenia dentro da habenula em comparação com outras regiões do cérebro. Esse trabalho reforça teorias existentes sobre como a esquizofrenia se desenvolve, enfatizando especialmente o papel do desenvolvimento cerebral precoce.

Coleta de Amostras de Cérebro Humano

Amostras de tecido cerebral humano foram coletadas de várias fontes seguindo protocolos rigorosos. Isso incluiu amostras de indivíduos que deram consentimento durante a vida. Um total de 69 doadores contribuíram para essa pesquisa, e registros cuidadosos foram mantidos sobre suas demografias e históricos de saúde.

As amostras de tecido da habenula foram congeladas e preparadas para análise a fim de estudar a expressão gênica em detalhes.

Análise de Célula Única da Habenula

Os pesquisadores utilizaram uma técnica chamada sequenciamento de RNA de núcleo único para examinar os tipos celulares dentro da habenula. Isso envolveu isolar núcleos (os centros de controle das células) das amostras de tecido e depois analisá-los para descobrir a composição genética única de cada tipo celular. Um número significativo de núcleos foi examinado, levando à identificação de 17 tipos celulares diferentes dentro da habenula.

Isso incluiu neurônios e células não neurais, que desempenham vários papéis no suporte da função cerebral. Os pesquisadores também analisaram como esses tipos celulares estão organizados dentro da habenula, já que certos tipos tendem a aparecer juntos em regiões específicas.

Organização Espacial dos Tipos Celulares

Para entender como esses diferentes tipos celulares estão dispostos dentro da habenula, os cientistas usaram um método chamado hibridização in situ fluorescente de molécula única. Esse método ajuda a visualizar onde diferentes tipos de células estão presentes no tecido cerebral. Os pesquisadores confirmaram que os tipos celulares da habenula estão organizados de uma maneira específica, com certas células sendo mais comuns em áreas particulares.

Por exemplo, tipos celulares específicos que estão ligados ao processamento de sinais químicos foram observados se agrupando, indicando uma arrumação estruturada que pode ter significado funcional.

Mudanças na Expressão Gênica Relacionadas à Esquizofrenia

Para observar como a esquizofrenia afeta a habenula, os pesquisadores realizaram estudos adicionais de expressão gênica. Eles compararam as amostras de tecido de indivíduos com esquizofrenia com aquelas de indivíduos saudáveis para identificar mudanças específicas na atividade gênica.

Através dessa análise, encontraram 173 genes que mostraram diferenças significativas entre os dois grupos. Alguns desses genes já são conhecidos por estarem envolvidos na esquizofrenia, proporcionando novas perspectivas sobre as conexões do transtorno com a habenula.

A pesquisa mostrou um conjunto único de expressões gênicas específicas para a habenula que poderia apoiar seu papel em condições psiquiátricas, apontando para novos alvos potenciais para tratamento.

Características Únicas da Habenula em Relação à Esquizofrenia

A habenula parece ter padrões de expressão gênica distintos quando comparada a outras regiões do cérebro. Essa singularidade sugere que a habenula tem seu próprio papel nas condições de saúde mental, separado de outras áreas do cérebro.

Ao comparar as mudanças gênicas na habenula com outras regiões do cérebro afetadas pela esquizofrenia, os pesquisadores descobriram que certos genes se sobrepõem, indicando interconexões na função cerebral e na saúde mental. No entanto, a habenula também apresentou mudanças que eram únicas, destacando sua relevância específica para a esquizofrenia.

Conclusão

Esse estudo representa um passo significativo para entender a habenula humana e sua conexão com a esquizofrenia. Ao mapear seus tipos celulares e analisar as mudanças na expressão gênica, os pesquisadores podem obter insights valiosos sobre como essa pequena estrutura cerebral influencia a saúde mental.

Os achados sugerem que a habenula pode ser uma área importante para pesquisas futuras, com potenciais implicações para o desenvolvimento de tratamentos mais eficazes para a esquizofrenia e transtornos relacionados. A investigação contínua sobre o papel da habenula na função cerebral e na doença pode descobrir novos caminhos para aprimorar o cuidado em saúde mental.

Fonte original

Título: Transcriptomic analysis of the human habenula in schizophrenia

Resumo: Pathophysiology of many neuropsychiatric disorders, including schizophrenia (SCZD), is linked to habenula (Hb) function. While pharmacotherapies and deep brain stimulation targeting the Hb are emerging as promising therapeutic treatments, little is known about the cell type-specific transcriptomic organization of the human Hb or how it is altered in SCZD. Here we define the molecular neuroanatomy of the human Hb and identify transcriptomic changes in individuals with SCZD compared to neurotypical controls. Utilizing Hb-enriched postmortem human brain tissue, we performed single nucleus RNA-sequencing (snRNA-seq; n=7 neurotypical donors) and identified 17 molecularly defined Hb cell types across 16,437 nuclei, including 3 medial and 7 lateral Hb populations, several of which were conserved between rodents and humans. Single molecule fluorescent in situ hybridization (smFISH; n=3 neurotypical donors) validated snRNA-seq Hb cell types and mapped their spatial locations. Bulk RNA-sequencing and cell type deconvolution in Hb-enriched tissue from 35 individuals with SCZD and 33 neurotypical controls yielded 45 SCZD-associated differentially expressed genes (DEGs, FDR < 0.05), with 32 (71%) unique to Hb-enriched tissue. eQTL analysis identified 717 independent SNP-gene pairs (FDR < 0.05), where either the SNP is a SCZD risk variant (16 pairs) or the gene is a SCZD DEG (7 pairs). eQTL and SCZD risk colocalization analysis identified 16 colocalized genes. These results identify topographically organized cell types with distinct molecular signatures in the human Hb and demonstrate unique genetic changes associated with SCZD, thereby providing novel molecular insights into the role of Hb in neuropsychiatric disorders. One Sentence SummaryTranscriptomic analysis of the human habenula and identification of molecular changes associated with schizophrenia risk and illness state.

Autores: Kristen R. Maynard, E. A. Yalcinbas, B. Ajanaku, E. D. Nelson, R. Garcia-Flores, N. J. Eagles, K. D. Montgomery, J. M. Stolz, J. Wu, H. R. Divecha, A. Chandra, R. Bharadwaj, S. Bach, A. Rajpurohit, R. Tao, G. Pertea, J.-H. Shin, J. E. Kleinman, T. M. Hyde, D. R. Weinberger, L. A. Huuki-Myers, L. Collado-Torres

Última atualização: 2024-07-17 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582081

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582081.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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