Desligar um canal iônico tornou os ratos mais inteligentes. Desligar outro os deixou mais motivados.

Os pesquisadores identificaram dois interruptores de canais iônicos que regulam a liberação de dopamina no cérebro, um primeiro passo que pode um dia levar à terapêutica para uma ampla gama de doenças e distúrbios que atualmente têm poucas soluções.

Os interruptores ajudam a regular a aprendizagem e o estado motivacional em camundongos. Os humanos também possuem centenas desses canais, que controlam muitos processos químicos e hormonais que influenciam o comportamento e o humor. A equipe de pesquisa da Escola de Medicina da Universidade de Washington espera identificar medicamentos para atingir esses canais. Esses candidatos a medicamentos poderiam então ser testados em ensaios clínicos.

“A capacidade de manipular com precisão como os neurônios produtores de dopamina do cérebro regulam diferentes comportamentos é um passo importante para o desenvolvimento de melhores terapias para uma série de doenças mentais”, disse Larry Zweifel, professor de psiquiatria e ciências comportamentais da UW School of Medicine.

A pesquisa é destacada em um novo artigo, publicado em 11 de agosto na revista Avanços da Ciência.

Dezessete pesquisadores do laboratório de Zweifel trabalharam no estudo com a colega de pós-doutorado Barbara Juarez, principal autora do artigo. Ela agora é professora na Universidade de Maryland, Baltimore.

“É para isso que estamos trabalhando há algum tempo: entender como os sinais de dopamina são regulados para que possamos criar melhores tratamentos”, disse Zweifel. “Eles podem não ter como alvo esses canais específicos, mas agora que estamos começando a entender o mecanismo, podemos encontrar outros participantes no processo que sejam alvos melhores”.

Os pesquisadores levantaram a hipótese de que dois canais iônicos, Kv4.3 e BKCa1.1, eram essenciais para a liberação de dopamina. Eles descobriram que esses canais governavam o padrão de disparo de neurônios de dopamina e liberação de dopamina em diferentes escalas de tempo para influenciar fases separadas de comportamento reforçado em camundongos.

Quando a dopamina é liberada no cérebro, ela sai em dois padrões diferentes: uma liberação lenta e constante chamada “tônica” e uma liberação rápida e de alta concentração chamada “fásica”. Os dois padrões de dispersão regulam o cérebro de maneiras diferentes para permitir que ele execute funções específicas.

Os cientistas levantaram a hipótese de que os padrões são regulados por esses dois canais, então eles os modificaram geneticamente para ver se e como os padrões de liberação – e o comportamento dos animais – mudariam.

Quando os pesquisadores removeram o canal que controla a atividade tônica, isso levou os camundongos a um fluxo hipertônico, que por sua vez criou um estado motivacional aumentado. Nessa condição, uma vez que os animais aprenderam uma tarefa, eles ficaram mais motivados a tentar novamente e executaram a tarefa mais rapidamente. Quando os pesquisadores removeram o canal que controla a atividade fásica, ele aumentou os altos níveis transitórios de dopamina em resposta a eventos específicos. Isso fez com que os animais aprendessem muito mais rápido.

Os pesquisadores acham que têm uma chave para “melhorar a função cognitiva, por exemplo, em pacientes com dificuldades de aprendizagem”, disse Zweifel. “Ou aumentar a motivação em indivíduos que sofrem de depressão, onde você tem um estado motivacional reduzido. Esperamos que seja o que podemos fazer.”

Vício, esquizofrenia e transtorno do espectro do autismo são outras áreas em que esses achados podem sugerir tratamentos terapêuticos.