Luciana Constantino | Agência FAPESP – Utilizando uma técnica de sequenciamento de células únicas, pesquisadores brasileiros construíram o primeiro atlas celular da displasia cortical focal (DCF) – uma malformação do córtex cerebral que leva à epilepsia resistente a medicamentos. Esses casos são registrados principalmente em crianças e adolescentes, respondendo por até 50% das cirurgias de epilepsia nessa faixa etária.

Com o atlas foi possível caracterizar os diferentes tipos de células presentes na lesão cerebral, determinando quais estão envolvidas na doença. O resultado abre caminhos para o desenvolvimento de novos tratamentos específicos voltados a esse tipo de displasia.

Até hoje os mecanismos moleculares responsáveis por crises de epilepsia em pacientes com DCF são pouco compreendidos. Pessoas com casos graves chegam a ter entre 40 e 50 crises por dia, com perda de sentido e queda. Quando os medicamentos são ineficazes para controlá-las, a opção é a cirurgia, que também pode acarretar riscos, como sequelas na visão, audição e fala.

Neurônios dismórficos (à esquerda) e células em formato de balão (à direita) estão associados à displasia cortical focal (imagens: BRAINN/Unicamp)

Em estudo publicado na revista iScience, os pesquisadores conseguiram mapear em resolução celular tanto as alterações transcrionais – envolvidas no processo de conversão do DNA em RNA mensageiro (a “receita” para a produção de proteínas) – quanto epigenéticas (modificam a expressão gênica por meio de processos bioquímicos, sem alterar a sequência do DNA). Esses mecanismos regulam a forma como os genes são ativados ou desativados para produzir proteínas e outras moléculas funcionais, a chamada expressão gênica.

Além disso, o estudo apontou subpopulações de neurônios, micróglias e astrócitos envolvidas na doença. Esse conjunto de células forma o córtex cerebral e garante o funcionamento, a proteção e a adaptação do sistema nervoso.

Leia o artigo

Isabella C. Galvão, Manuela Lemoine, Lauana A. Messias, Patrícia A.O.R.A. Araújo, Jaqueline C. Geraldis, Clarissa L. Yasuda, Marina K.M. Alvim, Enrico Ghizoni, Helder Tedeschi, Fernando Cendes, Fabio Rogerio, Iscia Lopes-Cendes, Diogo F.T. Veiga. Multimodal single-cell profiling reveals neuronal vulnerability and pathological cell states in focal cortical dysplasia. iScience, Volume 27, Issue 12, 2024. ISSN 2589-0042. doi.org/10.1016/j.isci.2024.111337.

Acessar em iScience

A pesquisa identificou uma população neuronal específica nos pacientes com DCF caracterizada pela expressão do neurofilamento NEFM+ (uma proteína neural), que engloba os chamados neurônios dismórficos. Eles são células anormais encontradas no córtex desses pacientes, responsáveis pelas sinapses alteradas e causam as crises epilépticas.

Já em relação às micróglias (células do sistema imune localizadas no cérebro) foram descobertas duas subpopulações, denominadas CD74+ e CD83+. Elas podem estar ligadas à ativação do sistema imunológico e à neuroinflamação.

“Utilizando uma técnica avançada de gênomica, obtivemos uma visão em nível celular e, portanto, extremamente detalhada dessa malformação do cérebro. Identificamos profundas alterações celulares no córtex desses pacientes, incluindo a perda de neurônios nas camadas superiores, além de astrócitos imaturos e populações de micróglias expandidas nas lesões e associadas à inflamação. Esse atlas celular é de grande importância para entender os mecanismos e buscar terapias específicas, podendo ter como alvo as células identificadas”, explica à Agência FAPESP o biólogo computacional Diogo Veiga, autor correspondente do artigo.

Pesquisador da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp), Veiga integra a equipe do Instituto Brasileiro de Neurociência e Neurotecnologia (BRAINN), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela FAPESP.

No trabalho, iniciado em 2021, o grupo gerou um conjunto de dados compreendendo 61.525 células únicas de 11 amostras clínicas de lesões de displasia cortical focal obtidas de pacientes submetidos a cirurgias e de controles. O sequenciamento de célula única (single-cell) é uma técnica avançada de biologia molecular e permite a análise do material genético (DNA ou RNA) individualmente, proporcionando uma visão detalhada da heterogeneidade celular e revelando características muito mais específicas das lesões estudadas.

Um dos desafios foi analisar a quantidade de dados. “Passamos um bom tempo desenvolvendo o workflow computacional e testando diferentes abordagens para conseguir identificar estas subpopulações associadas à doença”, diz Veiga, que destaca a contribuição de sua orientanda de doutorado Isabella Cotta Galvão, primeira autora do artigo.

O trabalho foi apresentado em eventos nacionais e internacionais, entre eles no simpósio Human Cell Atlas Latin America, realizado em julho de 2024, envolvendo pesquisadores na área de genômica de células únicas.

Para ampliar o conhecimento sobre o tema no Brasil, as pesquisadoras Iscia Lopes-Cendes e Jaqueline Geraldis, ambas da FCM-Unicamp e autoras do artigo, organizaram em novembro último o evento Single-Cell Omic Fusion: Navigating Spatial Omics in Biomedical Research. O workshop marcou o lançamento da Single-Cell e Spatial Omics Brasil, uma comunidade científica dedicada a fomentar a colaboração e o avanço desse campo no país.

Doença neurológica sem cura, a epilepsia afeta cerca de 50 milhões de pessoas no mundo, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS). Estima-se que no Brasil sejam 2 milhões de registros. No ano passado, o maior estudo já publicado sobre o assunto no mundo revelou uma espécie de “arquitetura genética” da doença, identificando 26 áreas do genoma ligadas ao distúrbio. O Brasil foi o único representante da América Latina por meio do BRAINN (leia mais em: agencia.fapesp.br/44960).

Próximas fases

Os resultados do estudo foram incluídos no banco de dados celular CellxGene, que faz parte do consórcio Human Cell Atlas. Criado em 2016, o consórcio tem mais de 3 mil integrantes em 99 países, reunindo biólogos, clínicos, tecnólogos, físicos, cientistas computacionais, engenheiros de software e matemáticos.

Com isso, outros grupos podem aproveitar esses dados em suas pesquisas e tentar encontrar tratamentos mais direcionados à displasia cortical focal.

“Esse tipo de compartilhamento de dados é hoje essencial para acelerar o avanço das pesquisas médicas. Estamos disponibilizando dados gerados com dinheiro público, retornando o investimento da sociedade para benefício de todos”, afirma Lopes-Cendes.

Segundo Veiga, seu grupo está agora usando a mesma técnica de célula única para estudar o desenvolvimento do cérebro infantil, além de um outro tipo de displasia, com o objetivo de detectar eventuais similaridades.

A pesquisa também recebeu apoio da FAPESP por meio de outros quatro projetos (19/07382-2; 22/01530-2; 20/06168-4; 19/08259-0).

O artigo Multimodal single-cell profiling reveals neuronal vulnerability and pathological cell states in focal cortical dysplasia pode ser lido em https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)02562-8.

No dia 11 de novembro de 2024, a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) sediou o workshop “Single-Cell Omic Fusion: Navigating Spatial Omics in Biomedical Research“, um marco na disseminação e troca de conhecimento sobre tecnologias de célula única e espacial no Brasil. O evento, organizado pela Dra. Iscia Lopes-Cendes (UNICAMP – Campinas, Brasil) e pela doutoranda Jaqueline Geraldis (UNICAMP – Campinas, Brasil), reuniu especialistas e estudantes para explorar o impacto dessas abordagens inovadoras na pesquisa biomédica.

Lançamento da Single-Cell e Spatial Omics Brasil

Além de ampliar o conhecimento técnico, o workshop marcou o lançamento oficial da Single-Cell e Spatial Omics Brasil, uma comunidade científica dedicada a fomentar a colaboração e o avanço do campo no país. Com o apoio essencial do Instituto Brasileiro de Neurociência e Neurotecnologia (BRAINN) e da UNICAMP, e o patrocínio da Illumina, conseguimos proporcionar uma programação rica com palestras inspiradoras de renomados especialistas como:

• Dra. Danielle Bruno (Royal College of Surgeons in Ireland – Dublin, Irlanda)
• Dr. Sergio Espinola (European Molecular Biology Laboratory – Heidelberg, Alemanha)
• Dra. Adriana Paes Leme (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) – Campinas, Brasil)

Os participantes destacaram o impacto do evento, que promoveu discussões produtivas sobre todas as etapas envolvidas nos ensaios de células, desde o preparo da amostra até a análise de dados. Essa troca de experiências foi fundamental para o fortalecimento da nossa rede científica, que se compromete a manter o diálogo e expandir iniciativas colaborativas.

Estamos animados com o sucesso desse primeiro encontro e já planejamos novos eventos para 2025, com o objetivo de consolidar a Single-Cell e Spatial Omics Brasil como uma referência na área. Se você não pôde participar desta vez, convidamos você a se juntar a nós nas próximas oportunidades e contribuir para a evolução da ciência no Brasil!

Entre em contato conosco pelo link abaixo:

Desvendar os mistérios da saúde humana impulsiona nossa busca por avanços inovadores. Da exploração de complexidades genéticas à organização estrutural de células de tecidos, nossa jornada evoluiu para desvendar complexidades moleculares no nível de célula única.

Junte-se a nós na Single-Cell Omic Fusion: Navigating Spatial Omics in Biomedical Research. Mergulhe nas novidades aplicadas as abordagens de célula única e descubra o poder inovador das tecnologias ômicas espaciais na decodificação de interações célula-célula-ambiente.

Contaremos com a participação de pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento, o que proporcionará uma visão abrangente da aplicabilidade das abordagens de célula-única:

• Sergio Espinola (EMBL Heidelberg – Alemanha)
• Danielle Bruno (UNICAMP – Brasil)
• Adriana Paes Leme (CNPEM – Brasil)

Além disso, nosso workshop contará com um momento dedicado a curtas apresentações orais dos participantes (um slide e dois minutos) para abordagem de seus projetos em andamento ou planejamento (sem necessidade de apresentar resultados), com o intuito de discussão sobre os temas apresentados.

Agenda

Data: 11/11/2024
Local: Casa do Professor Visitante – UNICAMP. Av. Érico Veríssimo, 1251. Cidade Universitária, Campinas – SP

Vagas limitadas.

Inscrições

06 de outubro de 2021  | por Redação WebContent

O projeto de pesquisa “Integração de tecnologias ômicas para caracterizar biomarcadores epigenéticos em doenças humanas“, dos pesquisadores Diogo Fernando Veiga e Iscia Lopes-Cendes, ambos vinculado ao CEPID BRAINN, está com 03 vagas de pós-graduação abertas.

São 02 oportunidades de bolsa FAPESP de mestrado e 01 de doutorado direto. Veja abaixo informações sobre o projeto e links rápidos para detalhes e inscrições.

SAIBA MAIS SOBRE ESTA PESQUISA!

Pesquisadores do BRAINN recebem financiamento da Chan Zuckerberg Initiative

Estudo obterá informações genéticas de células do cérebro infantil utilizando tecnologias inovadoras e fará parte do Pediatric Networks do consórcio Human Cell Atlas.

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Informações sobre o projeto

O bolsista irá desenvolver workflows para análise de dados de sequenciamento single-cell ATAC-seq e RNA-seq, no âmbito de doenças neurológicas e do projeto de atlas celular do cérebro infantil do Pediatric Human Cell Atlas. O bolsista irá desenvolver suas atividades sob a supervisão dos Drs. Diogo Veiga e Iscia Lopes-Cendes, pesquisadores do BRAINN, o Instituto de Pesquisa sobre Neurociências e Neurotecnologia – um dos CEPIDs (Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão) apoiados pela FAPESP, com sede na Universidade Estadual de Campinas (SP).

Perfil desejado: alunos com interesse na área de Biologia Computacional.

Requisitos necessários: conhecimento em linguagens de programação como R ou Python, ótimo nível de inglês (certificado de proficiência a ser apresentado até o fim do primeiro semestre letivo), e capacidade para trabalhar em equipe multidisciplinar.

Inscrições: envie um e-mail para dfveiga@unicamp.br, com o assunto da mensagem “Doutorado em single-cell” com os seguintes documentos: curriculum vitae, histórico escolar, e carta de recomendação.

31 de agosto de 2021  | por Redação WebContent

Pesquisadores do CEPID BRAINN estão entre os 17 grupos escolhidos em 14 países pela Chan Zuckerberg Initiative, uma das maiores instituições filantrópicas e de auxílio à Ciência do mundo, para receber apoio à realização de pesquisas que podem ajudar a compreender, prevenir e tratar doenças da infância. No total, os estudos receberão mais de 30 milhões de dólares em financiamento.

Pesquisadores do CEPID BRAINN lideram o projeto.

O projeto selecionado será realizado no âmbito do CEPID BRAINN e coordenado pelos pesquisadores Diogo Troggian Veiga, Fernando Cendes (pesquisador responsável pelo CEPID) e Iscia Lopes-Cendes, todos da Unicamp, e Claudia Kleinman, da McGill University no Canadá. Dentre os 17 projetos agraciados pela instituição, este é o único que contará com pesquisas sendo realizadas na América Latina.

A lista completa dos projetos aprovados pela iniciativa pode ser vista no link abaixo.

“Uma coisa que sabemos com certeza é que doenças – incluindo as mais raras – não surgem aleatoriamente ao longo da vida. A maior parte delas começa na infância ou na velhice, o que revela a importância de compreendermos não apenas o estado normal da saúde adulta, como também a maneira como a saúde se desenvolve antes e após o nascimento, e como ela é mantida ou se degenera conforme envelhecemos.

É por este motivo que lançamos a iniciativa de financiamento de pesquisas que ajudarão pesquisadores e pediatras a mapear células saudáveis em tecidos pediátricos e, assim, auxiliar na compreensão, na prevenção e no tratamento de doenças” – CHAN ZUCKERBERG INITIATIVE

RESUMO DO PROJETO

O estudo que os pesquisadores do BRAINN realizarão tem o objetivo de criar um ‘atlas celular’ do cérebro infantil, por meio da análise genética de células de tecidos saudáveis de cinco regiões diferentes do órgão, obtidas de sete doadores.

Uma parte importante do estudo é que as informações de conformação da cromatina e o transcriptoma serão obtidos com uma resolução de uma célula, utilizando tecnologias revolucionárias e modernas para tal investigação (saiba mais sobre as tecnologias ‘single-cell’ a seguir).

Todos os resultados do estudo serão livremente acessíveis pela comunidade de pesquisadores por meio do Human Cell Atlas, fornecendo referências que ajudarão cientistas do mundo todo a compreender em maior profundidade o cérebro infantil, como ele se desenvolve e como surgem e progridem doenças que afetam as crianças. O Human Cell Atlas é um consórcio científico com mais de 2.000 membros em 75 países, com o objetivo de compartilhar informações no nível celular – a unidade fundamental da biologia e da vida – sobre o corpo humano e criar um ‘atlas’ de todos os tipos celulares dentre as mais de 37 trilhões de células que nosso corpo possui.

Os 17 projetos financiados pela Chan Zuckerberg Initiative formam a nova ‘Pediatric Networks’ do Human Cell Atlas, e os resultados de todos eles estarão disponíveis na plataforma.

O QUE SÃO AS PESQUISAS SINGLE-CELL?

Em 2013, o periódico “Nature Methods”, parte do respeitado grupo Nature de publicações científicas, nomeou as tecnologias de sequenciamento de células únicas como a “tecnologia do ano”, por seu potencial em descobrir novos dados e elucidar questões relevantes em biologia.

Em termos simples, estas tecnologias são capazes de obter detalhadas informações genéticas de uma única célula – em comparação, as técnicas de análises de genoma e transcriptoma modernas funcionam com base em uma “média” de dados obtidos a partir de um grande número de células.

“As tecnologias single-cell têm um potencial incrível de acelerar a obtenção de conhecimento científico ao permitir que pesquisadores entendam como as células e os órgãos se desenvolvem e se relacionam às doenças pediátricas”, disse em comunicado à imprensa o responsável pelo Programa de Ciências para Biologia  de Célula Única da Chan Zuckerberg Initiative, Jonah Cool.

 Essa resolução hiperespecífica permite que pesquisadores estudem, com detalhes nunca antes obtidos, diferenças entre células e as relações evolutivas entre elas, criando ‘mapas de células’ baseados em similaridades e abrindo um panorama de informações úteis em diversos campos de estudo, como pesquisas sobre o câncer, em neurologia, microbiologia, reprodução e imunologia.

Para mais informações sobre tecnologias single-cell, assistia à apresentação a seguir, divulgada pelo Human Cell Atlas (em inglês):

CONHECENDO A CHAN ZUCKERBERG INITIATIVE

Se o nome “Zuckerberg” chamou a atenção ao ler o nome da organização financiadora do projeto, saiba que ele se refere, de fato, ao dono da maior rede social da história.

A Chan Zuckerberg Initiative é uma organização filantrópica fundada em 2015 pelo criador do Facebook, Mark Zuckerberg, e sua esposa, Priscilla Chan. Ambos prometeram investir até 99% dos lucros que obtiverem com ações da rede social na iniciativa. Dentre as várias áreas que o casal auxilia – desde estudos sobre doenças negligenciadas a questões educacionais e de segurança em comunidades –, o apoio à Ciência e à saúde infantil são um destaque – Priscilla trabalhou durante anos como professora e pediatra, cuidando de crianças em situação de risco. A missão da organização, segundo seu website, é “construir um futuro mais inclusivo, justo e saudável para todos”. Mais informações podem ser lidas em www.chanzuckerberg.com.