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Pesquisa apontou que neurônios crescem e projetam seus axônios  ao longo de um caminho bem definido (Foto ilustrativa: Free Images)
Pesquisa apontou que neurônios crescem e projetam seus axônios ao longo de um caminho bem definido (Foto ilustrativa: Free Images)

Estudo ajuda a entender como o crescimento dos neurônios é regulado

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Publicado por Malu Silveira em Blog - 05/10/2016 às 17:17

Da Agência Fapesp de notícias

Durante o desenvolvimento do sistema nervoso, os neurônios crescem e projetam seus axônios – ramificações pelas quais os impulsos nervosos são conduzidos – ao longo de um caminho bem definido. Neurocientistas tentam, há décadas, desvendar os fatores que orientam esse processo. Diversos estudos demonstraram a importância de sinais químicos para guiar o trajeto neuronal. Algumas moléculas secretadas por células do tecido nervoso, entre elas as proteínas efrina e semaforina, podem repelir ou atrair os axônios para uma determinada direção.

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Agora, um novo estudo, cujo resultado foi divulgado na revista Nature Neuroscience, revelou que o processo também é mediado por sinais mecânicos, relacionados com o grau de rigidez do tecido. A pesquisa foi coordenada por Kristian Franze, professor da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e teve a participação de pesquisadores brasileiros, no âmbito de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP.

“Nossos dados sugerem que os neurônios tendem a projetar os axônios para as regiões mais macias do tecido e evitar as áreas mais rígidas. Se conseguirmos entender melhor esse mecanismo, talvez seja possível encontrar meios de modular o crescimento e a regeneração neuronal, contribuindo, por exemplo, para o tratamento de lesões na medula espinhal e doenças neurodegenerativas”, disse Franze à Agência FAPESP.

As conclusões são baseadas em experimentos in vitro e in vivo conduzidos no Departamento de Fisiologia, Desenvolvimento e Neurociências da Universidade de Cambridge. A análise quantitativa das imagens registradas durante os experimentos foi feita com a colaboração dos brasileiros Matheus Viana e Luciano da Fontoura Costa, ambos do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), da Universidade de São Paulo (USP).

Como modelo de estudo, o grupo usou embriões de sapos do gênero Xenopus, frequentemente adotados em investigações sobre crescimento neuronal. Os primeiros ensaios foram feitos in vitro com células ganglionares de embriões em estágio inicial de desenvolvimento.

“Essas células são, na verdade, neurônios existentes na retina desses animais. Durante o desenvolvimento embrionário, eles projetam os axônios para fora da retina e formam os nervos ópticos, que se cruzam formando uma estrutura chamada quiasma óptico. Os axônios crescem por essa superfície e se curvam em direção à parte de trás da cabeça, conectando-se à região do cérebro onde os estímulos visuais serão processados”, contou Franze.

Conforme explicou o pesquisador, as células ganglionares foram cultivadas em um substrato feito de poliacrilamida, um tipo de hidrogel cuja rigidez pode ser controlada em laboratório. Foram comparadas duas culturas – ambas expostas às mesmas substâncias químicas. A única diferença era a rigidez do substrato. “Essas células crescem e começam a projetar os axônios em todas as direções. É impossível analisar isso a olho nu e, neste ponto, contamos com a ajuda da equipe brasileira”, contou Franze.

Todas as etapas do desenvolvimento celular foram registradas por meio de microscopia e analisadas na USP de São Carlos. “Com o auxílio de diversos softwares, como ImageJ e Fiji, monitoramos a velocidade e curvatura de crescimento dos neurônios”, contou Fontoura.

Os resultados revelaram que, no substrato mais rígido, os axônios crescem mais rapidamente, ficam mais longos e mais retos. Já no substrato macio o crescimento é mais lento e exploratório, sendo que as ramificações se cruzam com maior frequência. O passo seguinte foi acompanhar o desenvolvimento neuronal no modelo in vivo. Com auxílio de uma técnica conhecida como microscopia de força atômica, o grupo mediu a rigidez local em diferentes partes do cérebro dos embriões de sapo.

“Notamos que há diferentes gradientes de rigidez no tecido cerebral. Os neurônios evitam os locais mais rígidos e seguem em direção aos mais macios. Decidimos então reproduzir in vitro esses diferentes gradientes de rigidez e observamos que também em cultura as células crescem em direção às áreas mais macias do substrato”, disse Franze.

Confira a matéria completa no site da Agência Fapesp de notícias.


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