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INTERAÇÕES ENTRE NEURÔNIOS E ASTRÓCITOS PODEM FORNECER INFORMAÇÕES SOBRE TRANSTORNOS CEREBRAIS

Edição Vol. 5, N. 08, 28 de Fevereiro de 2018

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2018.02.28.001

Os neurônios são a estrela do show na ciência do cérebro, mas pesquisadores da USP e do MIT, de maneira independente, acreditam que não trabalham sozinhos para processar a informação. E a equipe da USP sai na frente!!!

Em uma nova pesquisa financiada por uma doação de US$ 1,9 milhão dos Institutos Nacionais de Saúde, uma equipe do Picower Institute for Learning and Memory do MIT, liderada pelo prof. Dr Mriganka Sur, e outra da USP, financiada pela FAPESP, liderada pela profa. Dra. Patrícia Beltrão e pelo Dr. Alysson Muotri (doInstituto Salk para Estudos Biológicos, em La Jolla, San Diego, Califórnia), de maneira independente, estão trabalhando para descobrir o papel crucial e provável de um membro do elenco de suporte neuronal do cérebro. Com um nome que relembra estrelas: o astrócito. O trabalho poderia, em última análise, fornecer uma visão sobre muitos distúrbios cerebrais. No caso da USP, eles demonstraram que o autismo, via de regra era considerado um problema exclusivo de neurônios, tem sua contraparte nos astrócitos (Figura 1)!

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 Figura 1: Imagem de um córtex cerebral visual do camundongo, os astrócitos (em vermelho) aparecem tão abundantes como os neurônios (em verde). Imagem por Rodrigo Garcia / Picower Institute

Os astrócitos são tão abundantes no cérebro quanto os neurônios, mas como eles não disparam impulsos elétricos como os neurônios, eles essencialmente foram “invisíveis” nos estudos de como os circuitos cerebrais processam a informação. Os astrócitos foram, em vez disso, apreciados principalmente por transportar várias moléculas e íons para manter a bioquímica do cérebro equilibrada e funcionando.

Enquanto eles não disparam potenciais elétricos, os astrócitos sinalizam sua atividade com aumentos de cálcio. Uma década atrás, na Science, Sur e colegas usaram essa visão para descobrir a atividade de astrócitos no córtex visual, a parte do cérebro que processa a visão, combinada com bloqueio da atividade dos neurônios em resposta a estímulos visuais. Isso sugeriu que os astrócitos contribuem de forma decisiva para o processamento da visão. No novo estudo, o laboratório de Sur investigará exatamente o que os astrócitos estão fazendo, por exemplo, para regular a formação de conexões neurais chamadas sinapses e como a atividade de cálcio e a qual a diferença que a atividade faz. Eles vão olhar não somente durante o curso da visão normal, mas também durante o período crítico no início da vida, quando a visão se desenvolve pela primeira vez. 

Já o grupo da USP resolveu estudar o autismo. “O autismo atinge uma em cada 68 crianças norte-americanas, segundo dados do Centro de Controle para Prevenção de Doenças (CDC) dos Estados Unidos. Em geral, instala-se nos primeiros três anos de vida e tem causas complexas, que envolvem também a genética. Entender o autismo desafia os pesquisadores, e um caminho em busca de respostas é o estudo do cérebro. Foi o que fizeram Patricia Beltrão Braga e Fabiele Russo, do Instituto de Ciências Biomédicas – USP / (ICB-USP). A partir de células-tronco retiradas de dentes de leite, as cientistas produziram células cerebrais em laboratório e descobriram uma relação inédita entre neurônios de quem sofre de autismo e um outro tipo de célula muito comum: os astrócitos” (Russo et al., 2017).

OS NEUROCIENTISTAS DÃO ÀS CÉLULAS INVISÍVEIS UM NOVO OLHAR

Usando ferramentas de imagem sofisticadas e precisas, a equipe de Sur monitorará a atividade de astrócitos e neurônios no córtex visual enquanto os camundongos veem diferentes estímulos. Eles também usarão ferramentas genéticas e farmacêuticas para manipular a atividade dos astrócitos. Um mecanismo-chave que provavelmente está envolvido, diz Sur, é a forma como os astrócitos implementam uma molécula chamada GLT1 para regular o nível e o tempo de liberação do neurotransmissor glutamato. O glutamato é vital porque medeia a comunicação entre os neurônios através das sinapses. Ao manipular sistematicamente a atividade GLT1 de astrócitos no córtex visual e medir seus efeitos, diz Sur, a equipe poderá determinar como os astrócitos contribuem para o desempenho e a formação de circuitos neurais.

“Assim como os neurônios têm sua codificação pelos disparos dos potenciais elétricos, pensamos que existe um código de sinalização de cálcio para os astrócitos, que refletem e trabalham em parceria com neurônios”, diz Sur. “Isso é totalmente subestimado, mas muito importante”. Bom, nem tanto subestimado. Durante o doutorado do prof. Dr Rodrigo Resende, ele já havia estipulado e demonstrado a codificação por ondas de cálcio da diferenciação neural. Outra vez, os brasileiros saem na frente… mesmo com falta de verba! (É UM ABSURDO FALTAR VERBA PARA A CIÊNCIA EM QUALQUER PÁIS QUE QUEIRA SER UMA NAÇÃO RICA E FORTE.)

Os resultados serão importantes para além da visão, diz Sur. O córtex visual é um sistema modelo perfeito para se trabalhar, mas também acredita-se que os astrócitos sejam importantes, se mal compreendidos, em distúrbios tão variados quanto a doença de Alzheimer e distúrbios do desenvolvimento, como esquizofrenia e autismo.

Os astrócitos estão emergindo como um novo jogador principal porque os distúrbios do desenvolvimento do cérebro têm origens genéticas. Os genes expressos em astrócitos estão emergindo como fatores de risco muito importantes para o autismo e esquizofrenia.

Fonte: David Orenstein, Picower Institute for Learning and Memory; MIT

Referências

Informações do projeto: ASTROCYTE-NEURON INTERACTIONS IN VISUAL CORTEX CIRCUITS

Russo, F.B., Freitas, B.C., Pignatari, G.C., Fernandes, I.R., Sebat, J., Muotri, A.R., Beltrao-Braga, P.C.B., 2017. Modeling the Interplay Between Neurons and Astrocytes in Autism Using Human Induced Pluripotent Stem Cells. Biol Psychiatry.

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