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

Microscópios de super-resolução estão mudando o que a gente achava que sabia sobre como neurônios “conversam” entre si. Em cérebros de camundongos e de humanos, essas imagens revelaram um tipo de ligação que não se encaixa no modelo clássico baseado apenas em sinapses.

Em laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Johns Hopkins University, e colegas encontraram pontes tubulares minúsculas nas pontas ramificadas de neurônios cultivados. Em testes adicionais com modelos de camundongos para a 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 enorme variedade de materiais, de íons pequenos (10⁻¹⁰ m) a mitocôndrias grandes (10⁻⁶ m)", escreve a equipe no artigo.

"Em neurônios em cultura, 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 transmitir mensagens rápidas por meio de sinapses, que carregam informação elétrica e química. Ainda assim, outros tipos de células já são famosos por usar tubos de ponte físicos para trocar moléculas. O grupo de Chang agora confirmou que um tipo semelhante de ponte tubular também aparece em neurônios, usando técnicas avançadas de imagem e aprendizado de máquina.

Os pesquisadores viram esses 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, em que tendem a se aglomerar de forma anormal.

Quando os cientistas impediram a formação dessas pontes, o beta-amiloide também parou de se espalhar entre as células, reforçando que os nanotubos funcionavam como condutos diretos.

"Nosso modelo computacional deu suporte a esses resultados, prevendo que a hiperativação na rede de nanotubos poderia acelerar o acúmulo tóxico de amiloide em neurônios específicos, oferecendo assim uma ligação mecanística entre alterações nos nanotubos e a progressão da patologia do Alzheimer", explicam os autores.

Esta é uma fase bem inicial da 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 o mau funcionamento desses tubos também pode contribuir para outras doenças, então os pesquisadores querem entender melhor essas pontes em miniatura.

Esta pesquisa foi publicada na Science.