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