Professor
Laboratório de Genética
Vi e John Adler Presidente de Pesquisa sobre Doenças Neurodegenerativas Relacionadas à Idade
Variações nos genes que herdamos de nossos pais garantem que o cérebro de cada pessoa seja conectado de forma única, levando a diferenças em como pensamos, aprendemos e nos comportamos, bem como nossa suscetibilidade a algumas doenças mentais. Compreender como os genes e o ambiente se unem para orientar esses processos é crucial para desenvolver melhores maneiras de prevenir e tratar doenças do cérebro, como Alzheimer, depressão ou esquizofrenia. Mas estudar o sistema nervoso humano no nível molecular é desafiador devido à complexidade do cérebro, bem como à dificuldade de obter neurônios humanos vivos.
Rusty Gage concentra-se na plasticidade, adaptabilidade e diversidade observadas no cérebro. Ele mostrou que, ao contrário do dogma de longa data, a criação de novos neurônios (neurogênese) ocorre no cérebro humano adulto e que o enriquecimento ambiental e o exercício físico podem potencializar esse crescimento. Seu laboratório demonstrou que existem células-tronco neurais no hipocampo adulto e podem dar origem a neurônios fisiologicamente ativos.
Além disso, Gage descobriu que sequências móveis de DNA, chamadas de elementos móveis, são ativas durante a neurogênese e levam ao mosaicismo genômico (sendo compostas por tipos de células geneticamente diferentes); esta variedade genética pode contribuir para diversas funções do cérebro.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Salk Institute, liderada por Gage, recebeu US$ 19.2 milhões da American Heart Association-Allen Initiative para analisar as interações entre proteínas, genes, epigenética, inflamação e metabolismo subjacentes ao envelhecimento do cérebro na saúde e na doença. O objetivo do projeto é investigar os mecanismos do declínio cognitivo e do Alzheimer para identificar novas terapias e tratamentos.
O laboratório de Gage atualmente modela doenças em laboratório usando células-tronco humanas. Ao reprogramar células da pele humana e outras células de pacientes com doenças neurológicas e psiquiátricas em células-tronco pluripotentes induzidas e neurônios induzidos, seu trabalho está decifrando a progressão e os mecanismos que levam a distúrbios como depressão e autismo.
Gage e seus colegas descobriram que o cérebro humano pode dar origem a novos neurônios ao longo da vida. Ele também descobriu que o exercício e o enriquecimento cognitivo podem aumentar a capacidade do cérebro de gerar mais neurônios.
Usando novas tecnologias de células-tronco, sua equipe mostrou que os neurônios gerados a partir das células da pele de pessoas com esquizofrenia são disfuncionais nos estágios iniciais de desenvolvimento, fornecendo uma dica sobre maneiras de detectar e potencialmente tratar a doença precocemente.
Ao sequenciar os genomas de células individuais, Gage e colaboradores mostraram que as estruturas genômicas de neurônios individuais diferem umas das outras ainda mais do que o esperado. Isso pode ajudar a explicar as diferenças entre indivíduos intimamente relacionados.
BS, Universidade da Flórida
MS, Universidade Johns Hopkins
PhD, Universidade Johns Hopkins
