“Nano-shuttles” microscópicos podem ajudar a conduzir a degeneração das células cerebrais, sugere pesquisa

Resumo gráfico. Crédito: Progresso em Neurobiologia (2022). DOI: 10.1016/j.pneurobio.2022.102313

Pequenos “nano-shuttles” transportam uma carga prejudicial ao redor do cérebro, onde passa a desempenhar um papel na degeneração das células, sugeriu um estudo.

Cientistas da Nottingham Trent University e do National Research Council Institute of Neuroscience em Milão estabeleceram como essas microvesículas transportam a enzima “transglutaminase 2” (TG2) de um tipo de célula para outro.

O TG2 é abundante em muitas células e, embora possa ter um papel protetor, tem sido associado a várias doenças humanas, incluindo doenças neurodegenerativas, como a demência.

Os pesquisadores agora revelaram um mecanismo através do qual isso pode ocorrer, relatando pela primeira vez como o TG2 é transportado de astrócitos, o tipo de célula mais numeroso no sistema nervoso central, para neurônios no cérebro. O estudo sugere que o processo pode acontecer normalmente à medida que o cérebro se adapta a novas informações, mas aumenta a doença à medida que os astrócitos – que são centrais para a resposta imune do cérebro – são estimulados.

A equipe descobriu que o TG2 é responsável por conduzir um pequeno influxo de íons de cálcio para os neurônios, cujo equilíbrio cuidadoso é conhecido por ser crucial para sua sobrevivência e capacidade de comunicação. Mesmo pequenos aumentos no íon cálcio podem criar desregulação dos neurônios, o que pode levar à neurodegeneração e demência. O mecanismo real pelo qual essa alteração do íon de cálcio ocorre também foi proposto, com os pesquisadores sugerindo que é devido a uma mudança na distribuição de carga elétrica, resultando em menos carga negativa dentro do neurônio em comparação com o exterior.

Durante o estudo, realizado em células animais, a equipe também descobriu que o aumento do íon cálcio era reversível através da remoção de TG2. A equipe espera que trabalhos futuros possam analisar o efeito em pacientes com condições neurodegenerativas. Espera-se que uma melhor compreensão do processo biológico que leva ao dano das células do cérebro possa ser usada para ajudar a controlar a propagação da doença.

“Mostramos pela primeira vez que o TG2 viaja para os neurônios e contribui para alterar o nível de cálcio nos neurônios, um processo que tem sido associado à neurodegeneração”, disse a cientista principal Dra. Elisabetta Verderio Edwards, professora associada da Escola de Ciência e Tecnologia da Universidade de Nottingham Trent. íon de cálcio é um processo biológico fundamental nos neurônios e pequenas mudanças podem se acumular ao longo do tempo e criar desregulação nas células.”

“Os astrócitos secretam essas minúsculas vesículas extracelulares que atuam como lançadeiras microscópicas – com cerca de 100 nanômetros de diâmetro – para transportar sua carga de TG2 entre as células.”

A primeira autora Elisa Tonoli, pesquisadora da Nottingham Trent University, diz que “estudos anteriores mostraram que os astrócitos sofrem alterações precoces na doença de Alzheimer, no entanto, a conversa cruzada entre astrócitos-neurônios através de vesículas extracelulares tem sido menos compreendida”.

“Já identificamos um novo caminho iniciado pelos astrócitos, que além de fazer parte de uma função fisiológica essencial em condições inflamatórias, pode levar à degeneração das células cerebrais”.

A pesquisa foi publicada em Progresso em Neurobiologiae pesquisadores da Nottingham Trent University relataram anteriormente como o TG2 também desempenhou um papel fundamental no início da doença renal.