Pesquisadores desenvolveram uma forma engenhosa de “congelar” células do cérebro exatamente no momento em que elas disparam um sinal. Com isso, processos que normalmente acontecem rápido demais para serem observados podem ser analisados em detalhe - e talvez fornecer pistas para tratar condições como a doença de Parkinson, em que essa sinalização se desorganiza.
Método de choque-e-congelamento: capturar sinapses em ação
A técnica, apelidada de “choque-e-congelamento”, consiste em estimular células cerebrais com um pulso elétrico e, em seguida, congelá-las em questão de milissegundos, sob alta pressão. No estudo, uma equipa liderada pela Johns Hopkins University School of Medicine, nos EUA, avaliou o método em tecido cerebral de camundongos e também de humanos.
O “choque-e-congelamento” é apenas uma entre várias abordagens que neurocientistas vêm aperfeiçoando recentemente para obter “instantâneos” de sinapses ativas em tecidos quase vivos.
O que os testes revelaram sobre sinapses e vesículas
Os ensaios expuseram, com grande detalhe, o funcionamento das sinapses - estruturas responsáveis pela comunicação entre neurónios - e das vesículas que armazenam as mensagens químicas que serão entregues. Essas interações são essenciais para tudo, da memória à aprendizagem.
“Esta abordagem tem potencial para revelar informações dinâmicas, em alta resolução, sobre o tráfego de membranas sinápticas em fatias intactas de cérebro humano”, escrevem a neurocientista Chelsy Eddings, da Johns Hopkins, e colegas no artigo publicado.
Em especial, os pesquisadores acompanharam a endocitose em funcionamento: um processo de reciclagem que remove vesículas já utilizadas e forma novas, prontas para enviar mais mensagens aos neurónios.
Os autores encontraram sinais de endocitose ultrarrápida - ocorrendo em menos de 100 milissegundos - tanto em fatias de cérebro de camundongos quanto em amostras humanas, preservadas de modo que as células mantivessem a maior parte da sua estrutura e função normais.
A equipa também apontou uma proteína chamada dynamin1xA como indispensável para esse processo de endocitose.
Evidências em tecido humano e o que isso significa para doenças do cérebro
Ao identificar esses pormenores pela primeira vez em tecido cerebral doado por pessoas que tiveram lesões cerebrais removidas, os cientistas passam a compreender melhor mecanismos que falham em doenças do cérebro.
Além disso, é animador que os resultados tenham coincidido tão de perto entre animais e humanos: os dados reforçam a ideia de que camundongos são modelos úteis para a pesquisa do cérebro humano.
“As nossas descobertas indicam que o mecanismo molecular da endocitose ultrarrápida é conservado entre camundongos e tecidos cerebrais humanos”, afirma o biólogo celular Shigeki Watanabe, da Johns Hopkins University School of Medicine.
Ligações com a doença de Parkinson e próximos passos
No caso da doença de Parkinson, entender com mais precisão como sinapses e vesículas trabalham em conjunto deve ajudar a esclarecer o que pode estar a dar errado em cérebros com Parkinson - e, potencialmente, como reparar isso.
Ainda falta muito para chegar a esse ponto, mas sabe-se que neurónios morrem no cérebro à medida que o Parkinson progride, e acredita-se que essa morte celular esteja relacionada, até certo grau, a sinapses defeituosas. Ainda assim, o Parkinson é uma doença complexa, e separar as consequências da condição dos fatores que a impulsionam não é simples.
Como próximo passo, os pesquisadores esperam obter amostras de tecido, com autorização, de pacientes com Parkinson que já estejam a passar por procedimentos cerebrais invasivos. Essas amostras poderiam mostrar como a atividade das vesículas difere em cérebros afetados pela doença.
Com o Parkinson já a atingir milhões de pessoas no mundo e com expectativa de se tornar ainda mais comum nos próximos anos, técnicas como o “choque-e-congelamento” podem ser decisivas para mapear a atividade cerebral nas menores escalas e nos intervalos de tempo mais curtos.
“Esperamos que esta nova técnica de visualizar a dinâmica da membrana sináptica em amostras vivas de tecido cerebral possa ajudar-nos a entender semelhanças e diferenças entre formas não hereditárias e hereditárias da condição”, diz Watanabe.
A pesquisa foi publicada na revista científica Neuron.
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