Pesquisadores descobrem papel crucial dos cílios estriados do cérebro na percepção do tempo

Deleção seletiva de cílios no estriado e confirmação do crescimento bruto normal e bem-estar dos camundongos. uma visão esquemática do planejamento experimental e dos ensaios de comportamento realizados e sua sequência. O diagrama foi criado com a página da Web BioRender.com. b Esquema mostrando injeção viral bilateral no corpo estriado dorsal. c e d Verificação da remoção de cílios em neurônios ciliados do corpo estriado usando imunocoloração de ADCY3. Barra de escala = 10 μm. c Imagens representativas da imunocoloração ADCY3 mostrando os cílios intactos nos camundongos controle e a ablação condicional dos cílios nos neurônios do corpo estriado dorsal de camundongos Ift88fl (contracorados com DAPI, azul); d Quantificação das células ciliadas no estriado rostral-dorsal (n = 8 controle, 6 IFT88-KO). Teste t não pareado (t = 17,26, P é menor que 0,0001) ****P Molecular Neurobiology (2022). DOI: 10.1007/s12035-022-03095-9

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, descobriram que a remoção de cílios da região estriada do cérebro prejudicou a percepção e o julgamento do tempo, revelando possíveis novos alvos terapêuticos para condições mentais e neurológicas, incluindo esquizofrenia, doenças de Parkinson e Huntington, transtorno do espectro autista e síndrome de Tourette .

O corpo estriado processa e integra novas informações sensoriais ambientais e coordena a sequência temporal das respostas motoras. Uma característica comum entre transtornos mentais e neurológicos específicos é um declínio profundo na capacidade dos pacientes de se ajustarem às variações do ambiente e estimarem com precisão o tempo e o término das ações voluntárias.

O estudo, recentemente publicado online na revista Neurobiologia Moleculardescobriu a primeira evidência do importante papel que os cílios desempenham na disfunção dependente do tempo.

“Nossas descobertas podem revolucionar nossa compreensão das funções cerebrais e Transtornos Mentais, Desordem Mental no contexto da tarefa crítica realizada por essas organelas anteriormente não apreciadas na função do ‘relógio central’ do cérebro”, disse Amal Alachkar, Ph.D., autor correspondente e professor de ensino no Departamento de Ciências Farmacêuticas da UCI. “Nossos resultados podem abrir novos caminhos para uma intervenção eficaz por meio de terapias direcionadas aos cílios para tratamento.”

O corpo estriado faz parte dos circuitos do cérebro que executam os processos do relógio central, essenciais no controle Funções executivas como coordenação motora, aprendizado, planejamento e tomada de decisão, além de memória de trabalho e atenção. Os cílios se projetam das superfícies das células cerebrais como antenas, funcionando como um centro de sinalização que detecta e transmite sinais para gerar reações apropriadas.

Para examinar seu papel fisiológico, os pesquisadores removeram cílios do estriado em camundongos usando tecnologia de manipulação genética condicional. Esses roedores não foram capazes de aprender novas tarefas motoras, apresentaram comportamento motor repetitivo e exibiram atrasos na tomada de decisões. Eles também eram deficientes em recordar rapidamente informações sobre sua localização e orientação no espaço e em sua capacidade de filtrar informações sensoriais ambientais irrelevantes. No entanto, os camundongos mantiveram habilidades motoras habituais ou já aprendidas e memórias de longo prazo.

“Desempenho bem sucedido de trabalho memória, atenção, tomada de decisão e função executiva requerem julgamento de tempo exato e preciso, geralmente dentro de um milissegundo a um minuto”, disse Alachkar. “Quando essa capacidade é prejudicada, significa perder a capacidade de ajustar rapidamente o comportamento em resposta a mudanças externas estímulos e falha em sustentar respostas motoras apropriadas e orientadas para um objetivo. Nosso trabalho contínuo visa entender os mecanismos pelos quais cílios regular percepção do tempo e desenvolvendo terapias direcionadas para melhorar os déficits comportamentais”.

Os membros da equipe também incluíram os estudantes de pós-graduação em ciências farmacêuticas Wedad Alhassen, Sammy Alhassen, Kiki Jiaqi Chen e Roudabeh Vakil Monfared.