Microdisseção do Cérebro de Camundongos em Regiões Funcional e Anatomicamente Diferentes

O cérebro, juntamente com a medula espinhal e a retina, compreendem o sistema nervoso central que executa comportamentos complexos, controlados por tipos de células especializadas, precisamente posicionadas e interagindo em todo o corpo¹. O cérebro é um órgão complexo com bilhões de neurônios interconectados e glia com circuitos precisos realizando inúmeras funções. É uma estrutura bilateral com dois lobos distintos e diversos componentes celulares². A medula espinhal conecta o cérebro ao mundo exterior e é protegida por ossos, meninges e fluido cefalorraquidiano e encaminha mensagens de e para o cérebro ^2,3,4. A superfície do cérebro, o córtex cerebral, é desigual e tem dobras distintas, chamadas gyri, e sulcos, chamados sulci, que separam o cérebro em centros funcionais⁵. O córtex é suave em mamíferos com um cérebro pequeno ^6,7. É importante caracterizar e estudar a arquitetura do cérebro humano para entender os transtornos relacionados às diferentes regiões cerebrais, bem como seus circuitos funcionais. A pesquisa em neurociências se expandiu nos últimos anos e uma variedade de métodos experimentais estão sendo usados para estudar a estrutura e a função do cérebro. Desenvolvimentos nos campos da biologia molecular e de nível de sistemas iniciaram uma nova era de exploração da complexa relação entre estruturas cerebrais e o funcionamento das moléculas. Além disso, biologia molecular, genética e epigenética estão se expandindo rapidamente, permitindo-nos avançar nosso conhecimento dos mecanismos subjacentes envolvidos na forma como os sistemas funcionam. Essas análises podem ser realizadas de forma muito mais localizada, para ajudar na investigação e desenvolvimento de terapias mais eficazes.

O cérebro mamífero é estruturalmente definido em regiões discretas claramente identificáveis; no entanto, as complexidades funcionais e moleculares dessas estruturas discretas ainda não são claramente compreendidas. A natureza multidimensional e multicamadas do tecido cerebral torna essa paisagem difícil de estudar no nível funcional. Além disso, o fato de que múltiplas funções são executadas pela mesma estrutura e vice-versa complica ainda mais a compreensão do cérebro⁸. É vital que a abordagem experimental executada para a caracterização estrutural e funcional das regiões cerebrais utilize metodologias precisas de pesquisa para obter consistência na amostragem para correlacionar arquitetura neuroanatomical com função. A complexidade do cérebro foi recentemente explicada usando sequenciamento de células únicas ^9,10, como o giro temporal do cérebro humano que é composto por 75 tipos de células distintas¹¹. Comparando esses dados com os de uma região análoga do cérebro do camundongo, o estudo não só revela semelhanças em sua arquitetura e tipos celulares, mas também apresenta as diferenças. Para desvendar os mecanismos complexos, é importante, portanto, estudar diversas regiões do cérebro com plena precisão. Estruturas conservadas e função entre um cérebro humano e rato permitem o uso de um rato como substituto preliminar para elucidar a função cerebral humana e os resultados comportamentais.

Com o avanço das abordagens de biologia de sistemas, a obtenção de informações de regiões cerebrais discretas em roedores tornou-se um procedimento fundamental na pesquisa em neurociência. Embora alguns protocolos como a microdisseção de captura a laser¹² possam ser caros, os protocolos mecânicos são baratos e realizados usando ferramentas comumente disponíveis^13,14. Usamos várias regiões cerebrais para ensaios transcriômicos¹⁵ e desenvolvemos um procedimento prático e rápido para dissecar regiões cerebrais de camundongos de interesse de forma passo a passo em pouco tempo. Uma vez dissecadas, essas amostras podem ser armazenadas imediatamente em condições frias para preservar os ácidos nucleicos e proteínas desses tecidos. Nossa abordagem pode ser realizada mais rapidamente, levando a alta eficiência e permitindo menos chances de deterioração tecidual. Isso, em última análise, aumenta as chances de gerar experimentos reprodutíveis de alta qualidade usando tecidos cerebrais.