Resposta ácida de astrócitos em camundongos epilépticos

Pesquisadores da Universidade de Tohoku mostraram que astrócitos no cérebro de camundongos exibem uma resposta ácida com ataques epilépticos intensificados. A resposta ácida dos astrócitos pode levar à amplificação de sinais neuronais excitatórios e ser o impulso subjacente para gerar plasticidade para epileptogênese.

As descobertas foram detalhadas na revista Cérebro em 25 de novembro de 2022.

Células no cérebro podem ser divididos em neurônios e células gliais. Os astrócitos são um subtipo importante de glia, controlando o ambiente iônico e metabotrópico local no cérebro.

Para entender melhor astrócitos e o ambiente cerebral, as proteínas do sensor fluorescente foram expressas geneticamente nos astrócitos de camundongos. Os pesquisadores então implantaram um fibra ótica no hipotálamo lateral do cérebro do camundongo, para enviar luz de excitação e registrar sinais de fluorescência. Ao analisar os sinais registrados com este método de fotometria de fibra recém-criado, a atividade dos astrócitos foi avaliada e os componentes críticos das mudanças ambientais cerebrais locais foram dissecados.

A utilização de sinais ópticos para obter informações sobre o cérebro vivo de animais experimentais tem sido amplamente utilizada em estudos recentes de neurociência. Apesar de ocuparem quase metade do cérebro, os astrócitos não geram sinais elétricosou seja, estudos eletroencefalográficos tradicionais, onde atividade elétrica no cérebro é medido com eletrodos presos ao couro cabeludo, não pode ser aplicado para estudar a função dos astrócitos. Daí porque os pesquisadores se voltaram para a tecnologia de fotometria de fibra.

“A participação de Glia no processamento de informações, plasticidade e saúde do cérebro tem sido um enigma”, diz o professor Ko Matsui, do laboratório de Fisiologia Cerebral da Super-rede da Universidade de Tohoku, que liderou a pesquisa. “Nosso recém-criado método de fotometria de fibra fornece uma porta de entrada para a compreensão da fisiologia da glia em cérebros vivos saudáveis ​​e doentes”.

Os pesquisadores não foram os primeiros a empregar a tecnologia de fotometria de fibra, mas a maioria dos estudos anteriores negligenciou os efeitos do volume sanguíneo local e as mudanças de pH citosólico nos sinais de fluorescência detectados. O investigador principal do estudo, Dr. Yoko Ikoma, Matsui e sua equipe, no entanto, ampliaram a análise dos sinais de fluorescência detectados para extrair o máximo possível dos parâmetros ambientais locais.

“Este estudo pode igualar a façanha de Hodgkin e Huxley na década de 1970”, acrescenta Matsui. “Eles dissecaram o curso do tempo de Na⁺ e K⁺ ativação de canal a partir de uma única forma de onda de potencial de ação; enquanto fomos capazes de dissecar o Ca²⁺, pH e alterações no volume sanguíneo cerebral local a partir dos sinais de fluorescência detectados. O objetivo geral da fisiologia é desvendar os sinais detectados e desvendar a verdade essencial por trás do que podemos observar.”

Ikoma diz que seu avanço tecnológico pode ser aproveitado para entender o papel do cérebro local mudanças ambientais em muitas patologias cerebrais. “UMA estratégia terapêutica projetado para controlar o pH dos astrócitos poderia ser usado não apenas para tratar a epilepsia, mas também para acidente vascular cerebral ou lesão cerebral induzida por trauma – até mesmo para melhorar a memória no tratamento da demência”.