Microscópios de super-resolução revelam nanotubos entre neurônios em cérebros de camundongos e humanos

Microscópios de super-resolução mostram uma nova ligação entre neurônios

Microscópios de super-resolução abriram caminho para identificar um tipo inteiramente novo de ligação entre neurônios em cérebros de camundongos e humanos.

Em experimentos de laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Johns Hopkins University, e colaboradores encontraram pontes tubulares minúsculas nas extremidades ramificadas de neurônios cultivados. Em testes adicionais com modelos murinos da doença de Alzheimer, tudo indicou que essas pontes estavam a transportar cálcio e moléculas associadas à doença diretamente de uma célula para outra.

"[Estruturas] semelhantes podem transportar uma vasta gama de materiais, de pequenos íons (10⁻¹⁰m) a grandes mitocôndrias (10⁻⁶ m)", escreve a equipa no artigo.

"Em neurônios cultivados, observámos esses nanotubos a formarem-se de modo dinâmico e confirmámos que possuíam uma estrutura interna distinta, o que os diferencia de outras extensões neuronais."

Nanotubos entre neurônios além das sinapses

Os neurônios são conhecidos por enviar mensagens rápidas entre si por meio de sinapses, que transmitem informação elétrica e química. Ainda assim, outros tipos celulares já eram conhecidos por usar tubos-pontes de ligação física para trocar moléculas.

O grupo de Chang agora confirmou que um tipo semelhante de ponte tubular também ocorre em neurônios, recorrendo a técnicas avançadas de imagem e à aprendizagem de máquina.

O que os nanotubos podem transportar no Alzheimer

Os investigadores viram os nanotubos a levar moléculas de amiloide-beta que tinham sido injetadas em células do cérebro de camundongos. Essas moléculas têm sido associadas a doenças neurodegenerativas como o Alzheimer, em que tendem a formar aglomerados anormais.

Quando a equipa impediu a formação das pontes, a amiloide-beta também deixou de se espalhar entre as células, o que reforçou que os nanotubos funcionavam como condutos diretos.

"O nosso modelo computacional sustentou estas descobertas, prevendo que a sobre-ativação na rede de nanotubos poderia acelerar a acumulação tóxica de amiloide em neurônios específicos, fornecendo assim uma ligação mecanística entre alterações nos nanotubos e a progressão da patologia do Alzheimer", explicam os investigadores.

O que ainda falta entender

Esta linha de investigação ainda está no início; como os tubos são uma descoberta tão recente, ainda não se sabe o que transportam naturalmente nem com que frequência se formam ou atuam no cérebro humano como um todo.

Mas, se essas pontes falharem, também podem contribuir para outras doenças - por isso, os cientistas querem compreender melhor essas ligações em miniatura.

A investigação foi publicada na revista Science.