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Neurônios jovens se aproveitam dos mais velhos

As observações são de um estudo feito por pesquisadores do Instituto Salk de Estudos Biológicos que será publicado esta semana

maio de 2007
Agência Fapesp
Neurônios recém-nascidos enviam filamentos (em verde) para procurar áreas pré-sinápticas (roxo)
Como crianças novas na vizinhança, neurônios recém-formados tentam avidamente se enturmar com o grupo local. Logo após o nascimento, as células seguem rapidamente para onde está o agito e passam a tentar se ligar com os neurônios maduros que compõem as conexões já estabelecidas.

Depois que os novatos crescem, ficam mais fortes e ousados e acabam expulsando os mais velhos. As observações são de um estudo feito por pesquisadores do Instituto Salk de Estudos Biológicos que será publicado esta semana na edição on-line da revista Nature Neuroscience.

“A adição de novos neurônios poderia ser um processo muito problemático caso células recém-nascidas se conectassem em qualquer lugar, mas se elas apenas substituem conexões preexistentes, a chance de erro é menor”, explicou Fred Gage, um dos autores do estudo.

Os neurônios estabelecem contatos por meio de estruturas chamadas sinapses. À medida que um sinal transmitido por uma ramificação nervosa chega a uma área de contato pré-sináptica, ele libera um impulso químico. Essas moléculas sinalizadoras viajam pela sinapse e induzem um sinal para a fibra nervosa receptora ou dendrito – parte do neurônio especializada na recepção de estímulos.
Um neurônio mantém cerca de 7 mil sinapses por meio das quais se relaciona com cerca de mil outras células do tipo, mas não se sabia, até agora, como os recém-formados conseguiam se ligar aos já existentes.

“Se temos esperança de que um dia células-tronco neuronais possam substituir neurônios danificados em doenças neurodegenerativas como Alzheimer ou Parkinson, é preciso ter certeza de que as novas células farão conexões apropriadas, formarão sinapses funcionais e se integrarão ao restante do cérebro”, disse Nicolas Toni, que coordenou o estudo.

Para desvendar o processo de adaptação dos mais novos, os cientistas do Instituto Salk injetaram um vírus contendo uma proteína fluorescente no hipocampo, a região do cérebro que abriga as células-tronco neurais que dão origem aos novos neurônios.

Em seguida, os pesquisadores utilizaram equipamentos do Centro Nacional para Microscopia e Pesquisa de Imagens, na Universidade da Califórnia em San Diego, para fazer observações em escala nanométrica – de bilionésimo de metro.
De três a quatro semanas após a injeção dos vírus, os novos neurônios passaram a enviar pequenos filamentos dendríticos para perscrutar o ambiente. “Quando analisamos essas estruturas em três dimensões, vimos que as extremidades dos filamentos estavam associadas preferencialmente a sinapses que já conectavam outros neurônios”, explicou Toni.

À medida que os novos neurônios amadureceram, os pesquisadores observaram que os pequenos filamentos cresceram e passaram a monopolizar as conexões sinápticas. “Esse é o que consideramos o ponto principal do estudo: a sobrevivência dos novos neurônios pode depender de sua capacidade de competir com os neurônios mais velhos”, disse Gage.

Estudos anteriores haviam verificado que células cerebrais jovens que não recebem sinais de outras se enfraquecem e morrem. Ou seja, ao se ligarem a sinapses funcionais, os novos neurônios evitam tal destino. Mas a competição é dura: no estudo divulgado agora, feito em camundongos, apenas metade das células cerebrais recém-nascidas conseguiram se enturmar com as mais velhas.

Ao colocar os animais em ambientes mais estimulantes – como gaiolas com rodas para correr, túneis coloridos e companhia –, os pesquisadores observaram que a taxa de sucesso pulou para 80%, o que, segundo eles, reforça a noção de que, quanto maior a atividade, mais o cérebro se beneficia. (Agência Fapesp)