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RECONSTRUINDO O CÉREBRO APÓS UM DERRAME OU EM DEMÊNCIAS

RECONSTRUINDO O CÉREBRO APÓS UM DERRAME OU EM DEMÊNCIAS

Rodrigo R Resende 2, Mauro Cunha Xavier Pinto 1, 2

1- Laboratório de Neurociência, Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo.

2- Laboratório de Sinalização Celular e Nanotecnologia, Departamento de Bioquímica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais

Edição Vol. 2, N. 05, 23 de Dezembro de 2014

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2014.12.22.001

O acidente vascular encefálico (AVE), popularmente conhecido como derrame, é um problema causado pela interrupção do fluxo sanguíneo para o cérebro (1). Este processo leva a uma queda drástica da quantidade de oxigênio e glicose no sistema nervoso central, levando a um colapso energético que desencadeia a morte das células nervosas (1, 2) (veja mais em http://www.nanocell.org.br/excitotoxicidade-e-doencas-neurologicas/). Anualmente, aproximadamente 15 milhões de pessoas no mundo sofrem algum tipo de AVE, sendo que um terço destas pessoas vem a óbito e outro terço acaba ficando com sequelas neurológicas e permanentemente incapacitadas, resultado de problemas motores (não conseguem andar, por exemplo), sensoriais (não conseguem perceber ou sentir cheiros, tatos, etc) e problemas cognitivos (perda da capacidade de construir pensamentos, lembranças, etc).

A extensão da lesão cerebral está diretamente ligada ao tempo de isquemia (interrupção do fluxo sanguíneo), porém a forma como o cérebro responde à lesão é fundamental para a recuperação do tecido. O cérebro é formado por diferentes tipos celulares tais como neurônios, astrócitos, micróglia, pericitos e endotélio que, juntos formam a unidade neurovascular (Figura 1) (3). Os neurônios são as células mais vulneráveis à isquemia cerebral e são as responsáveis, juntamente com os astrócitos, na formação dos pensamentos (4). Cabe aos outros tipos celulares resistir ao processo isquêmico e restaurar o tecido após a morte neuronal. O processo de reparo do tecido se dá pela substituição dos neurônios perdidos por novas células no cérebro (neurônios ou não) podendo, muitas vezes, restaurar funções danificadas pela isquemia cerebral.

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Figura 1. Corpo estriado e a unidade neurovascular. O bloqueio da via de sinalização de Notch1 após o acidente vascular encefálico pode induzir a transformação de astrócitos em neurônios na região do corpo estriado do cérebro de camundongos.

Em um estudo recente publicado na revista científica Science, cientistas da Universidade de Lund, liderados pelo professor Dr. Zaal Kokaia, descobriram que os astrócitos, células normalmente responsáveis pela sustentação das células nervosas, podem mudar sua identidade e se transformar em neurônios após uma lesão isquêmica na região do corpo estriado do cérebro de camundongos, o que não ocorre em condições normais (5). Esta descoberta foi feita graças ao rastreamento de proteínas que são expressas especificamente em astrócitos ou em neurônios.

O corpo estriado é uma das áreas mais afetadas pelas Demências como a doença de Alzheimer, Parkinson e doença de Huntington e também na epilepsia e problemas na coordenação motora (discinesias) (6). Também parece estar associado à síndrome de Tourette, transtorno obsessivo compulsivo e o transtorno bipolar de humor.

Usando métodos genéticos para mapear o destino das células, os cientistas conseguiram demonstrar que os astrócitos nesta área formam células nervosas imaturas, que, em seguida, se diferenciam em células nervosas maduras.

Esta é a primeira vez que os astrócitos foram mostrados em ter a capacidade de iniciar um processo que leva à geração de novas células nervosas após um acidente vascular cerebral.

Os cientistas também puderam identificar o mecanismo de sinalização que regula a conversão dos astrócitos em células nervosas, através da proteína Notch1. Em condições normais a proteína Notch1 informa aos astrócitos que o sistema está funcionando bem e que não há necessidade de transformação, porém a isquemia cerebral causa uma redução da função desta proteína, gerando a diferenciação destas células em neurônios imaturos que, posteriormente, amadurecem em neurônios funcionais. Isto é, em um cérebro saudável, este mecanismo de sinalização é ativo e inibe a conversão, e, consequentemente, os astrócitos não geram células nervosas. Após um acidente vascular encefálico, o mecanismo de sinalização é suprimido e os astrócitos podem iniciar o processo de geração de novas células nervosas. Os cientistas também foram capazes de transformar artificialmente os astrócitos em neurônios através do bloqueio das funções da proteína Notch1.

Isto indica que não é apenas um acidente vascular encefálico que poderia ativar o processo latente em astrócitos. Portanto, o mecanismo é um alvo potencialmente útil para a produção de novas células nervosas, ao substituir as células mortas devido a outras doenças ou danos cerebrais, como as demências mencionadas acima.

As novas células nervosas formaram contatos com outras células especializadas. Entretanto, permanece em aberto se as células nervosas são funcionais e até que ponto elas contribuem para a recuperação espontânea que foi observada na maioria dos animais experimentais e em pacientes, após um acidente vascular cerebral.

Uma década atrás, o grupo de pesquisa de Kokaia e Lindvall foi o primeiro a mostrar que o AVE leva à formação de novas células nervosas a partir das próprias células-tronco neurais do cérebro adulto. Os novos resultados sublinham ainda que, quando o cérebro adulto sofre um ataque central, tal como um acidente vascular encefálico ou cerebral, ele realiza um grande esforço para reparar-se utilizando uma variedade de mecanismos.

O principal avanço com o novo estudo é que ele demonstra pela primeira vez que a auto-reparação no cérebro adulto envolve astrócitos que entram em um processo pelo qual eles mudam a sua identidade para as células nervosas.

Uma das tarefas mais importantes agora é explorar se astrócitos são também convertidos em neurônios no cérebro humano após dano ou doença. Curiosamente, é conhecido que no cérebro humano saudável, novas células nervosas são formadas no corpo estriado. Novos dados levantam a possibilidade de que algumas dessas células nervosas derivam de astrócitos locais. Se o novo mecanismo também atua no cérebro humano e pode ser potenciado, isso poderia tornar-se de importância clínica, não só para pacientes com AVE, mas também para substituir neurônios que tenham morrido, restaurando assim a função em pacientes com outras doenças, como a doença de Parkinson e doença de Huntington.

Referências

1. Szydlowska K, Tymianski M. Calcium, ischemia and excitotoxicity. Cell calcium. 2010 Feb;47(2):122-9. PubMed PMID: 20167368. Epub 2010/02/20. eng.

2. Pinto MCX, Resende RR. EXCITOTOXICIDADE E DOENÇAS NEUROLÓGICAS. Nanocell News. 2014 12/02/2014;2(4). Epub 12/02/2014.

3. Stanimirovic DB, Friedman A. Pathophysiology of the neurovascular unit: disease cause or consequence? J Cereb Blood Flow Metab. 2012 Jul;32(7):1207-21. PubMed PMID: 22395208. Pubmed Central PMCID: 3390807. Epub 2012/03/08. eng.

4. Pinto MCX, Resende RR. UMA SINAPSE EM TRÊS DIMENSÕES: Como os neurônios conversam entre si. Nanocell News. 2014 11/11/2014;2(3). Epub 11/10/2014.

5. Magnusson JP, Goritz C, Tatarishvili J, Dias DO, Smith EM, Lindvall O, et al. A latent neurogenic program in astrocytes regulated by Notch signaling in the mouse. Science. 2014 Oct 10;346(6206):237-41. PubMed PMID: 25301628. Epub 2014/10/11. eng.

6. Walker FO. Huntington’s disease. Lancet. 2007 Jan 20;369(9557):218-28. PubMed PMID: 17240289. Epub 2007/01/24. eng.

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  • RECONSTRUINDO O CÉREBRO APÓS UM DERRAME OU EM DEMÊNCIAS
  • 3
  1. Ana disse:

    Oi, gostaria de saber qual a probabilidade de uma pessoa que sofreu AVE aos 57 anos de recuperar as funções perdidas. Ex. memória, poder de decisão, vontade de realizar as tarefas rotineiras.

    26/dezembro/2014 ás 12:51
  2. Claudio Purissimo disse:

    Prezados pesquisadores
    Sou pai de um rapaz de 32 anos, ora em estado vegetativo devido a acidente automobilistico sofrido em Abril 2006. Tomografia realizada na ocasiao revelou traumatismo craniano com vastos edemas nos lobos frontais, edema difuso no tronco cerebral, com isquemias.
    Sua pesquisa muito nos interessou por demonstrar a formacao de novos neuronios a partir dos astrocitos, com potencial de virem a substituir neuronios danificados, responsaveis pela incapacidade motora e cognitiva.
    Agradeceriamos muito se pudessem nos informar sobre a existencia de grupos de pesquisa trabalhando na area de traumatic brain injury, a quem pudessemos apresentar nosso caso.
    Atenciosamente,
    Claudio Purissimo
    Professor, Agronomia UEPG
    Ponta Grossa, PR
    Fone 42 3025-6594

    26/dezembro/2014 ás 18:03
  3. Marelisa Teuber disse:

    Magnífica matéria.
    Parabéns aos pesquisadores!

    11/outubro/2016 ás 09:39

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