In silico analysis of regenerating spinal cord transcriptomes | Análise in silico de transcriptomas de medula espinal regenerativa

Mestrado em Biomedicina Molecular

As lesões na medula espinal são uma desordem neurológica comum com um impacto significativo na sociedade moderna do ponto de visto físico, psicosocial e socioeconómico. Apesar de vários vertebrados serem capazes de regenerar lesões do sistema nervoso central, nomeadamente da medula espinal (ex. Rã, Peixe-zebra, Salamandra), está bem estabelecido que os seres humanos, e outros mamíferos adultos, não o conseguem fazer. Como tal, em consequência de lesões traumáticas no cérebro ou medula espinal, há incapacidade dos axónios crescerem extensivamente no tecido lesado. No entanto, um estudo importante realizado no virar do século por Ramón y Cajal, comprovou que a incapacidade das fibras nervosas regenerarem “deriva de condições externas, da presença ou ausência de fatores auxiliares que são indispensáveis para o processo regenerativo”, trazendo assim esperança que a neuroregeneração possa ser alcançada por modulação de condições celulares e moleculares. Esta dissertação tem como objetivo adquirir uma melhor e mais extensa compreensão dos genes e processos fisiológicos que são cruciais durante a regeneração da medula espinal, usando estudos de expressão genómica de modelos regenerativos, tais como Xenopus laevis, Xenopus tropicalis e Danio rerio, estabelecendo-se simultaneamente um paralelismo com os respetivos ortólogos humanos com o objetivo de encontrar genes candidatos no genoma humano passíveis de serem modulados com vista a alterar o estatuto não-regenerativo dos mamíferos adultos.

Spinal cord injuries are a common neurologic disorder that have devastating impacts on modern society, be it from physical, psychosocial, or socioeconomic point of view. Although many small vertebrates are capable of regenerating lesions to the central nervous system, namely the spinal cord, (e.g. frog, zebrafish, salamander) it is well established that humans and other adult mammals cannot. As so, failure of axons to grow extensively through damaged central nervous system (CNS) tissues is a common consequence of injury to the brain and spinal cord on adult mammals. However, an important study made at the turn of the century by Ramón y Cajal, proved that the failure of central fibers to regrow “derives from external conditions, the presence or absence of auxiliary factors that are indispensable to the regenerative process”, thus bringing hope that neuroregeneration can be achieved by modulating cellular and molecular conditions. Through this dissertation, we aim to get a better understanding of the involvement of the genes and physiological processes that are crucial during regeneration of the spinal cord, using genome wide expression studies of regenerative models such as Xenopus laevis, Xenopus tropicalis, and Danio rerio, while drawing parallel to its human orthologues. Being our goal to find perfect gene candidates in the human genome that are predictably capable of being modulated so we can alter the non-regenerative status of the adult mammals.