A doença de Parkinson é a segunda doença neurodegenerativa mais comum em Singapura, afetando três em cada 1.000 pessoas com 50 anos ou mais. O distúrbio afeta os neurônios dopaminérgicos do mesencéfalo, que liberam dopamina para regular o movimento e o aprendizado. A restauração desses neurônios acabará por aliviar sintomas como tremores e dificuldade de movimentação.

Para elucidar como os neurônios dopaminérgicos se desenvolvem em laboratório, a equipe desenvolveu uma abordagem de mapeamento em duas etapas chamada BrainSTEM (Brain Single-cell Two Tier Mapping). Juntamente com parceiros, incluindo a Universidade de Sydney, eles catalogaram toda a paisagem celular de quase 680.000 células do cérebro fetal.

Uma segunda projeção de maior resolução atinge o mesencéfalo com precisão adicional, identificando neurônios dopaminérgicos. Este “mapa de referência abrangente” agora serve como um padrão global para avaliar a precisão com que os modelos do mesencéfalo correspondem à biologia humana real.

Dr. é candidato a MD-PhD pelo Programa de Neurologia e Distúrbios Comportamentais da Duke-NUS Medical School. Hilary Doe, uma das primeiras autoras do artigo, disse:

“Nosso projeto baseado em dados permite a criação de neurônios dopaminérgicos do mesencéfalo de alto rendimento que imitam fielmente a biologia humana. Enxertos dessa qualidade são essenciais para aumentar a eficácia da terapia celular e minimizar os efeitos colaterais, abrindo caminho para terapias alternativas para quem sofre da doença de Parkinson.”

Publicado em Avanços científicosO estudo sugere que muitos dos métodos usados ​​para cultivar células do mesencéfalo geram células indesejadas de outras regiões do cérebro. Estas descobertas indicam que tanto os protocolos experimentais como os pipelines de análise de dados precisam ser refinados para identificar e eliminar essas populações não-alvo.

Autor sênior do estudo, Dr. John Ouyang disse:

“Ao mapear o cérebro com resolução unicelular, o BrainSTEM nos dá a precisão para distinguir populações sutis de células fora do alvo. Este rico detalhe celular fornece uma base importante para modelos baseados em IA que informam como agrupar pacientes e projetar terapias direcionadas para doenças neurodegenerativas.”

Alfred Sun, professor assistente do Programa de Distúrbios Neurológicos e Comportamentais da Duke-NUS, também autor sênior do artigo:

“O BrainSTEM representa um avanço significativo na modelagem cerebral. Ao fornecer uma abordagem rigorosa e baseada em dados, acelerará o desenvolvimento de terapias celulares confiáveis ​​para a doença de Parkinson. Estamos estabelecendo um novo padrão para garantir que a próxima geração de modelos de Parkinson reflita verdadeiramente a biologia humana.”

Os pesquisadores publicarão seus atlas cerebrais como referências de código aberto e oferecerão uma abordagem de mapeamento multicamadas como um pacote pronto para uso. Como o BrainSTEM pode ser usado para isolar qualquer tipo de célula no cérebro, laboratórios em todo o mundo podem usá-lo para aprofundar insights, agilizar fluxos de trabalho e acelerar descobertas em neurociências.

O vice-reitor sênior de pesquisa da Duke-NUS, professor Patrick Tan, disse:

“Este estudo redefine o padrão de referência: estabelecer o mapeamento multicamadas é essencial para capturar detalhes celulares em sistemas biológicos complexos. Ao revelar como o mesencéfalo humano se desenvolve, aceleraremos a pesquisa e a terapia celular do Parkinson, forneceremos melhores cuidados e daremos esperança às pessoas afetadas pela doença.”

Ida C. Este trabalho foi apoiado por programas incluindo o USyd-NUS Ignition Grant e o Duke-NUS Parkinson’s Research Fund através de uma generosa doação da Fundação Morris Falk.

Duke-NUS é líder em pesquisa clínica e educação, comprometida em melhorar o atendimento ao paciente por meio da inovação científica. Esta pesquisa avança os esforços contínuos para compreender os mecanismos subjacentes do cérebro e desenvolver novas estratégias de tratamento para condições neurológicas.