Neurônios Renovam as “Baterias” Após Acidente Vascular Cerebral

Se a bateria do seu carro morre, você pode recorrer a assistência ou pegar uma carona com um desconhecido generoso. Quando os neurônios danificados perdem suas “baterias”, as mitocôndrias geradoras de energia, eles pedem ajuda a um grupo diferente de células cerebrais: os astrócitos, sugere um novo estudo. Estas células respondem doando mitocôndrias extras para os neurônios danificados. Esse novo estudo, ainda que preliminar, pode levar a novas formas de ajudar as pessoas a recuperar de acidentes vasculares cerebrais ou outras lesões cerebrais, dizem os cientistas.

 

“Este é um estudo muito interessante e importante porque descreve um novo mecanismo pelo qual os astrócitos podem proteger os neurônios”, diz Reuven Stein, neurobiólogo do Instituto de Neurobiologia Rabin, em Tel Aviv, Israel, que não esteve envolvido no estudo.

 

Para manter o trabalho intenso de transmitir informações para o cérebro todo, os neurônios precisam de muitas mitocôndrias, já que estas são responsáveis pela produção do combustível molecular -ATP- que mantém as células vivas e trabalhando.

 

Frequentemente as mitocôndrias dos neurônios têm de ser substituídas, em um processo de auto replicação chamado fissão -os organelos foram originalmente micróbios capturados dentro de uma célula como parte de uma simbiose. Mas se mitocôndrias são danificadas ou se elas não conseguem mais suprir as necessidades de uma célula, o abastecimento de energia pode acabar, matando a célula.

 

Em 2014, os pesquisadores publicaram a primeira evidência de que as células podem transferir mitocôndrias no cérebro, mas parecia mais uma questão de jogar fora o lixo. Quando os neurônios expulsam as mitocôndrias danificadas, elas são engolidas pelos astrócitos e fragmentadas. Eng Lo e Kazuhide Hayakawa, ambos neuroscientsists no Massachusetts General Hospital, em Charlestown, perguntaram se a transferência poderia também ir pelo caminho contrário – talvez os astrócitos possam doar mitocôndrias ativas para neurônios em perigo. Uma pesquisa feita por outros grupos apoia essa ideia: Um estudo de 2012, por exemplo, evidenciou que as células-tronco da medula óssea podem doar mitocôndrias para as células pulmonares após uma lesão grave.

 

Para saber se este tipo de doação estava ocorrendo no cérebro, Lo e Hayakawa uniram-se com pesquisadores em Pequim para testar se os astrócitos poderiam ser estimulados a expulsar, de forma saudável, as mitocôndrias ativas. Estudos anteriores sugeriram que os astrócitos podem pegar sinais de ajuda nos neurônios que usam uma enzima chamada CD38, diz Lo. A enzima, produzida por todo o corpo em resposta a uma lesão ou dano, também é feita pelos astrócitos.

 

Quando Lo e seus colegas modificaram geneticamente alguns ratos para produzir excesso de CD38, astrócitos dos roedores – extraídos e depositados em pratos cheios de fluidos – expulsaram grandes quantidades de partículas mitocondriais ainda funcionais. Os pesquisadores então jogaram o líquido rico em mitocôndrias em outro prato contendo neurônios mortos de ratos e descobriram que as células, de fato, absorvem as mitocôndrias dentro de 24 horas. Os neurônios recarregados tiveram crescimento de novas ramificações, viveram mais tempo e tiveram níveis mais elevados de ATP do que as células que não receberam as baterias de substituição, o que sugere que as mitocôndrias dos astrócitos foram benéficas.

 

Em seguida, a equipe precisou determinar se o mesmo fenômeno acontece em animais vivos. Então, eles anestesiaram ratos vivos e submeteram-lhes a uma lesão e depois injetaram regiões cerebrais danificadas com mitocôndrias derivadas de astrócitos. Após 24 horas, os cientistas mataram os ratinhos, cortaram seus cérebros, e examinaram microscopicamente o tecido.

 

Eles viram que os neurônios dos ratos não só tinham absorvido a mitocôndria, mas também tinham níveis significativamente mais elevados de moléculas conhecidas para promover a sobrevivência das células em dificuldades, se comparado aos ratos que não receberam o coquetel mitocondrial.

 

Finalmente, a equipe testou se CD38 era necessário para a transferência. Eles injetaram nos ratos pequenos fragmentos de RNA para interferir com a função da enzima. Os ratos que receberam o tratamento após os “golpes” simulados tinham muito menos mitocôndrias astrocíticas em seus neurônios. Os roedores também se saíram duas vezes pior em testes neurológicos em comparação com aqueles em que CD38 foi desbloqueado. Lo sublinha que o trabalho é meramente um “estudo de prova de conceito”, mas acrescenta que os resultados dos testes neurológicos “diz-lhe [a enzima] são clinicamente relevantes.”

 

Dado que o CD38 desempenha vários papéis importantes em todo o corpo, incluindo o sistema imunológico, os dados são “bastante preliminares” para começar a buscar drogas que iriam aumentar ou alterar a sua atividade, alerta Frances Lund, um microbiologista da Universidade de Birmingham, no Alabama. Não está claro, por exemplo, se a transferência de mitocôndrias foi causada por, ou simplesmente correlacionada com os níveis CD38, diz ela.

 

Ainda assim, Jun Chen, um neurobiólogo da Universidade de Pittsburgh, na Pensilvânia, está esperançoso de que a descoberta pode levar a novos tratamentos para doenças atribuídas à disfunção mitocondrial. A doença de Parkinson, por exemplo, é uma desordem neurodegenerativa fortemente associada com a disfunção mitocondrial, em que os neurônios produtores de dopamina morrem em massa em certas regiões do cérebro. Se a nova pesquisa avançar, diz ele, os médicos podem um dia ser capazes de entregar mitocôndrias saudáveis para neurônios doentes.

 

 

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Fonte: Science AAAS

Traduzido por Caio Nogueira

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