Notícia

Estrutura celular anteriormente associada a doenças na verdade melhora a função cerebral

Fonte

Universidade McGill

Data

quarta-feira, 14 julho 2021 06:30

Áreas

Biologia. Neurociências.

Pesquisadores da Universidade McGill, no Canadá, demonstraram que uma estrutura de células cerebrais anteriormente considerada patológica aumenta a capacidade das células de transmitir informações e se correlaciona com um melhor aprendizado em certas tarefas.

Em um estudo publicado na revista científica Nature Communications, a equipe investigou a dilatação que ocorre nos axônios das células de Purkinje no cerebelo. Em resultados que contradizem as expectativas estabelecidas: os pesquisadores descobriram que os axônios ‘dilatados’ realizavam um trabalho melhor na condução dos sinais elétricos do que aqueles sem.

“Este é o tipo de resultado em que você realmente coça a cabeça e pensa: vamos verificar isso novamente! ”, disse a autora sênior Dra. Alanna Watt, professora do Departamento de Biologia da Universidade McGill. “Nós realmente pensamos quando começamos o trabalho que iríamos caracterizar e medir como um axônio falha – e não foi isso o que vimos.”

Dados experimentais confundem as expectativas

Dilatações nos axônios – as fibras longas e delgadas por meio das quais as células nervosas transmitem informações a outras células – são observados no desenvolvimento normal e em doenças. O aumento do número de dilatações axonais é visto em vários distúrbios neurodegenerativos, o que levou os cientistas a acreditar que estes ‘inchaços’ têm um impacto negativo na função do axônio. Embora a modelagem por computador dê algum suporte a essa visão, a equipe de pesquisa de McGill foi a primeira a testar a teoria com medições em células nervosas reais.

Usando uma combinação tecnicamente desafiadora de microscopia de dois fótons e eletrofisiologia para medir a atividade elétrica simultaneamente em diferentes locais dentro das células, os pesquisadores demonstraram que a presença de dilatações axonais em células de Purkinje de camundongos não teve impacto prejudicial na taxa em que essas células produziram sinais ou na velocidade em que os axônios transmitiram os sinais. Notavelmente, os experimentos também mostraram que, em taxas de disparo de pico, os axônios com intumescências eram menos propensos a falhar do que aqueles sem.

Papel na doença neurodegenerativa é questionado

Em uma reviravolta surpreendente, os pesquisadores da Universidade McGill descobriram que foram capazes de estimular a formação de dilatações axonais, introduzindo um fármaco que bloqueava a transmissão de sinais elétricos nas células nervosas, especialmente nos axônios. Ver estas dilatações axonais se formarem em questão de horas, quando o axônio de uma célula nervosa foi comprometido dessa forma, desafia as suposições anteriores sobre o papel das dilatações axonais em doenças neurodegenerativas. Como a Dra. Watt explica, a descoberta abre espaço para a possibilidade de que estes inchaços representem um mecanismo de autorreparação, em vez de uma deterioração causada por doenças.

“Transmitir informações por meio de sinais elétricos é a coisa mais importante que um axônio faz. Se começar a falhar nesse trabalho, faz sentido que haja um mecanismo que tente evitar isso”, ressaltou a pesquisadora.

Análise comportamental confirma o impacto positivo das dilatações

Além de suas investigações no nível celular, os pesquisadores procuraram determinar o impacto das dilatações axonais na função cerebral geral. A equipe usou três testes projetados para avaliar a aprendizagem motora e coordenação, que estão entre as funções mais importantes do cerebelo. Apoiado por modelagem para explicar a variação natural entre as habilidades de aprendizagem individuais, os resultados revelaram uma correlação positiva entre a abundância de intumescências axonais nas células de Purkinje cerebelares e as habilidades de aprendizagem motora.

“Achamos que o link é provavelmente indireto. O aprendizado provavelmente está acontecendo em outro lugar, mas as informações estão sendo transmitidas de forma mais confiável e, portanto, vemos uma melhoria”, concluiu a Dra. Alanna Watt.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade McGill (em inglês).

Fonte: Frédérique Mazerolle, Universidade McGill. Imagem: Dr. Kim Gruver, Universidade McGill.

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