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Estudo revela função de sinapse pouco compreendida no cérebro

Sinapses

Crédito: CC0 Domínio Público

Uma nova pesquisa da Oregon Health & Science University revela pela primeira vez a função de uma junção pouco compreendida entre as células do cérebro que poderia ter implicações importantes no tratamento de condições que vão desde a esclerose múltipla à doença de Alzheimer, até um tipo de câncer cerebral conhecido como glioma.

O estudo é publicado em Neurociência da Natureza.

Os neurocientistas se concentraram na junção, ou sinapse, que conecta os neurônios a uma célula não neuronal, conhecida como células precursoras de oligodendrócitos, ou OPCs. Os OPCs podem se diferenciar em oligodendrócitos, que produzem uma bainha ao redor dos nervos conhecida como mielina. A mielina é a bainha protetora que cobre o axônio de cada célula nervosa – a porção filiforme de uma célula que transmite sinais elétricos entre as células.

O estudo descobriu que essas sinapses desempenham um papel fundamental na produção dessa mielina.

“Esta é a primeira investigação dessas sinapses em tecido vivo”, disse a autora sênior Kelly Monk, Ph.D., professora e codiretora do Instituto Vollum da OHSU. “Isso dá uma compreensão das propriedades básicas e fundamentais de como essas células funcionam no desenvolvimento normal. No futuro, poderemos observar como elas funcionam de maneira diferente no contexto dos pacientes com esclerose múltipla”.

O fato de essas sinapses existirem foi objeto de uma descoberta marcante feita por pesquisadores da OHSU no Vollum, publicada na revista Natureza em maio de 2000. Até então, sabia-se que as sinapses no cérebro apenas transportavam neurotransmissores entre os neurônios, então a descoberta de uma sinapse entre neurônios e OPCs foi uma revelação.

“Depois de duas décadas, ainda não sabíamos o que estas sinapses fazem”, disse Monk.

Os cientistas resolveram o problema utilizando imagens unicelulares de tecido vivo em peixe-zebra, cujos corpos transparentes permitem aos investigadores ver o funcionamento interno do seu sistema nervoso central em tempo real. Usando novas ferramentas poderosas em imagem, farmacologia e edição genética, os pesquisadores foram capazes de usar sinapses neurônios-OPC para prever o momento e a localização da formação de mielina.

As descobertas são provavelmente a ponta do iceberg em termos de compreensão da importância dessas sinapses, disse o autor principal Jiaxing Li, Ph.D., pós-doutorado no laboratório de Monk.

As células precursoras dos oligodendrócitos compreendem cerca de 5% de todas as células do cérebro – o que significa que as sinapses que formam com os neurónios podem ser relevantes para muitas doenças, incluindo a formação de tumores cancerígenos.

Li observou que estudos anteriores sugeriram um papel para os OPCs em uma série de condições neurodegenerativas, incluindo distúrbios desmielinizantes como a esclerose múltipla, doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer e até mesmo distúrbios psiquiátricos como a esquizofrenia.

Ao demonstrar a função básica da sinapse entre neurônios e OPCs, Li disse que o estudo pode levar a novos métodos de regulação da função OPC para alterar a progressão da doença. Por exemplo, estas sinapses podem ser a chave para promover a remielinização em condições como a EM, onde a mielina foi degradada. Na EM, esta degradação pode retardar ou bloquear os sinais eléctricos necessários para que as pessoas vejam, movam os músculos, sintam sensações e pensem.

“Pode haver uma maneira de intervir para aumentar a bainha de mielina”, disse ele.

Monk disse que a descoberta pode ser mais imediatamente relevante para o câncer.

“No glioma, essas sinapses são sequestradas para impulsionar a progressão do tumor”, disse ela. “Pode ser possível modular a entrada sináptica envolvida na formação do tumor, ao mesmo tempo que permite a sinalização sináptica normal.”

Embora estas células precursoras compreendam cerca de 5% de todas as células cerebrais humanas, apenas uma fração forma oligodendrócitos.

“Está ficando bastante claro que esses OPCs têm outras funções além de formar oligodendrócitos”, disse Monk. “Do ponto de vista evolutivo, não faz sentido ter tantas dessas células precursoras no cérebro se elas não estiverem fazendo alguma coisa”.

Portanto, sua conexão sináptica com os neurônios provavelmente desempenha um papel fundamental no cérebro e merece exploração futura, disse ela.

Além de Monk e Li, os co-autores incluem Tania Miramontes da OHSU e Tim Czopka, Ph.D., do Centro de Ciências Clínicas do Cérebro da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido.

Mais Informações:
A entrada sináptica e a atividade de Ca2+ em células precursoras de oligodendrócitos do peixe-zebra contribuem para a formação da bainha de mielina, Neurociência da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41593-023-01553-8. www.nature.com/articles/s41593-023-01553-8

Fornecido pela Oregon Health & Science University

Citação: Estudo revela função de sinapse pouco compreendida no cérebro (2024, 12 de janeiro) recuperado em 12 de janeiro de 2024 em https://medicalxpress.com/news/2024-01-reveals-function-understood-synapse-brain.html

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