Neurocientistas do Instituto do Cérebro realizam descoberta sobre terapia de reposição de neurônios

Date Published:Jun 08, 2017

Acidente Vascular Cerebral (AVC), Mal de Pakinson, Alzheimer e Esclerose Lateral Amiotrófica. Essas são algumas doenças neurodegenerativas, ou seja, causadas pela morte crônica e progressiva de neurônios, que afetam nossa capacidade cognitiva ou nossas funções motoras e fisiológicas. A ciência vem há cerca de três décadas buscando terapias celulares que sejam capazes de repor neurônios perdidos nessas patologias e, apesar de ainda haver um longo caminho a ser trilhado, um estudo recente realizada pelo Instituto do Cérebro (ICe) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) trouxe descobertas importantes sobre a capacidade de outras células do sistema nervoso central, denominadas células astrogliais, se transformarem em neurônios.

Conduzida pelo professor do ICe-UFRN, Marcos Romualdo Costa, a pesquisa foi publicada na revista científica Stem Cell Reports e contou com as participações de Malek Chouchane, Ana Raquel Melo de Farias, Daniela Maria de Sousa Moura, Makus Michael Hilscher, Timm Schroeder e do professor Richardson Naves Leão. Para o grupo, a maior descoberta da pesquisa foi a constatação de que pode haver mais de um fenótipo – características observáveis, com formato ou tamanho – neuronal quando se utiliza um determinado fator neurogênico para converter células astrogliais em neurônios. O grupo, também, produziu o primeiro trabalho que demonstrou que neurônios reprogramados a partir dessas células sobrevivem e se integram ao sistema nervoso central após transplante.

Conforme o neurocientista Marcos Costa, as células astrogliais costumam sofrer um aumento em doenças neurodegenerativas e em lesões agudas, como traumas cerebrais ou medulares e, por esse motivo, elas foram sugeridas como potenciais candidatas para conversão em neurônios em terapias celulares. O estudo analisou duas populações da astroglia, com o objetivo principal de comparar o fenótipo dos neurônios gerados.

“Nós analisamos a astroglia do córtex cerebral e do cerebelo. A primeira já havia sido estudada em um trabalho publicado em 2007, com a minha participação, ainda no pós-doutorado em Munique, Alemanha. A segunda, foi escolhida por estar em uma fase de maturação semelhante a do córtex cerebral no momento que isolamos as células”, explicou o docente.

Dessa investigação, observaram que a expressão de uma mesma proteína, por exemplo NEUROG2 foi capaz de transformar a astroglia do córtex cerebral e do cerebelo em neurônios com diferentes neurotransmissores (Glutamato e GABA, respectivamente). Da mesma forma, outra proteína conhecida como ASCL1 transformou a astroglia dos dois tipos neurônios GABAérgicos expressando diferentes proteínas ligadoras de cálcio. “Isso mostra que o mesmo gene (Neurog2 ou Ascl1) pode induzir a formação de neurônios distintos, dependendo de qual população de células astrogliais é reprogramada”, esclareceu.

Em seguida, os pesquisadores transplantaram as células astrogliais, manipuladas geneticamente para produzir os fatores neurogênicos NEUROG2 ou ASCL1, em diferentes regiões do cérebro de camundongos. Eles observaram que muitas células se transformavam em neurônios e apresentavam fenótipos compatíveis com os de neurônios residentes naquelas regiões. “Essas observações sugerem que o ambiente exerce um papel instrutor sobre o fenótipo adquirido pelo neurônio reprogramado”, explica Costa.

Com base na descoberta de que os fenótipos neuronais não são únicos quando um determinado fator neurogênico é utilizado para reprogramar células astrogliais em neurônios, Costa considera que ainda há a necessidade de entender melhor o processo de reprogramação para poder controlá-lo, com a finalidade de obter uma população neuronal definida, que poderia ser utilizada em terapias celulares. Já sobre a descoberta de que as astroglias sobrevivem e se integram ao sistema nervoso após transplante, também foi verificado que esta capacidade é drasticamente reduzida no córtex cerebral adulto, indicando que outras abordagens são necessárias para a utilização da técnica em terapias celulares.

“Nossos resultados com transplantes de células no córtex cerebral adulto indicam que o ambiente pode ser um fator decisivo no sucesso da reprogramação e aponta um modelo para avaliarmos o que bloqueia a reprogramação no tecido adulto e como podemos ultrapassar esta barreira”, considerou sobre a pesquisa.



Métodos

As análises utilizaram técnicas in vitro – processos realizados fora de sistemas vivos, em ambiente controlado e fechado no laboratório – e in vivo – dentro de um organismo vivo.

Primeiro foi realizada a análise in vitro sobre a eficiência para converter astroglia em neurônio das duas populações e comparar os fenótipos neuronais encontrados, por meio de métodos que identificam células e suas propriedades elétricas. Em seguida, in vivo, transplantaram as células em diferentes regiões do cérebro de animais recém-nascidos e adultos. “Neste experimento, também verificamos que a origem da população astroglial (córtex cerebral e cerebelo) influencia no fenótipo que os neurônios reprogramados apresentaram após transplante”, detalha.

Outra constatação foi que a região de transplante também exerce um papel instrutivo, pois o transplante no córtex cerebral induz a diferenciação de neurônios típicos desta estrutura, enquanto transplantes na zona subventricular (onde as células surgem e iniciam sua migração rumo ao bulbo olfativo – parte do sistema nervoso que coordena a detecção de cheiros) induz a geração de dois tipos de interneurônios do bulbo olfatório.



Dificuldades e perspectivas futuras

O professor relata ainda as principais dificuldades na realização do trabalho, que estão relacionadas aos elevados custos da pesquisa. Outra dificuldade é a aquisição de insumos e ferramentas da biologia molecular, de fácil captação em laboratórios estrangeiros, mas de difícil importação para o Brasil. “Felizmente, nosso laboratório contou, até o final de 2016, com recursos financeiros suficientes para a execução deste e outros projetos. Mas, o mesmo não é verdade para o ano corrente e as perspectivas são sombrias para os anos vindouros. Sem exagero, poderia dizer que os insumos que ainda temos no laboratório são suficientes para apenas mais 4 meses de trabalho”, revelou sobre as futuras perspectivas.

De toda forma, se houver condições, o estudo vai seguir avaliando a reprogramação de astroglia da retina, que apresenta resultados indicando a geração de neurônios típicos da estrutura ocular, segundo Marcos Costa. “Além disso, estamos estudando maneiras de tornar o processo de reprogramação ainda mais eficiente, o que permitiria a obtenção de neurônios em larga escala, pré-requisito para o desenvolvimento de terapias celulares”, conclui.

Source: Assessoria de Comunicação - Instituto do Cérebro

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