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

Supermicroscópios de super-resolução estão começando a mostrar que a comunicação entre neurônios pode ir além das sinapses clássicas. Em cérebros de camundongos e humanos, essas imagens revelaram um tipo de “atalho” físico entre células que antes passava despercebido.

Em laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Johns Hopkins University, e colegas identificaram minúsculas pontes tubulares nas extremidades ramificadas de neurônios cultivados. Em testes adicionais com modelos murinos da doença de Alzheimer, tudo indicou que essas pontes estavam transferindo 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^−10 m) a grandes mitocôndrias (10^−6 m)”, escreve a equipe no artigo.

“Em neurônios cultivados, observamos esses nanotubos se formando de maneira dinâmica e confirmamos que eles tinham uma estrutura interna distinta, o que os diferencia de outras extensões neuronais.”

Os neurônios são conhecidos por trocar mensagens rápidas por meio de sinapses, transmitindo informações elétricas e químicas. Ainda assim, outros tipos de células conseguem usar tubos-ponte que fazem uma ligação física para trocar moléculas. O grupo de Chang agora confirmou que um tipo semelhante de ponte tubular também acontece em neurônios, usando técnicas avançadas de imagem e aprendizado de máquina.

Os pesquisadores viram os nanotubos transportando moléculas de beta-amiloide que haviam sido injetadas em células cerebrais de camundongos. Essas moléculas são associadas a doenças neurodegenerativas como o Alzheimer, nas quais tendem a se aglomerar de forma anormal.

Quando a equipe impediu a formação dessas pontes, a beta-amiloide também parou de se espalhar entre as células - reforçando que os nanotubos funcionavam como canais diretos.

“Nosso modelo computacional sustentou esses achados, prevendo que a superativação na rede de nanotubos poderia acelerar o acúmulo tóxico de amiloide em neurônios específicos, fornecendo assim uma ligação mecanística entre alterações nos nanotubos e a progressão da patologia do Alzheimer”, explicam os pesquisadores.

Isso ainda está bem no começo do processo de investigação; como esses tubos são uma descoberta tão recente, ainda não sabemos o que eles transportam naturalmente, nem com que frequência se formam ou atuam no cérebro humano como um todo.

Mas falhas nesses tubos também podem contribuir para outras doenças, e por isso os pesquisadores querem entender melhor essas pontes em miniatura.

A pesquisa foi publicada na Science.