Descoberto novo tipo de comunicação celular no cérebro

Processo de marcação que permitiu rastrear as proteínas indo dos olhos para o cérebro.
[Imagem: Lucio M. Schiapparelli et al. - 10.1016/j.celrep.2021.110287]

Comunicação por proteínas

Cientistas descobriram centenas de proteínas constantemente sendo transportadas por todo o cérebro, dentro de pequenos sacos envoltos por membranas.

Isto é nada menos do que uma nova forma de comunicação entre as células cerebrais, nunca antes documentada.

A expectativa é que esta descoberta possa ajudar a entender melhor o cérebro, não apenas quando ele funciona bem, mas também quando as coisas vão mal, com doenças neurológicas como Alzheimer ou mesmo autismo.

"Este é um modo totalmente novo pelo qual as células do cérebro podem se comunicar umas com as outras, que nunca antes foi integrada à forma como pensamos sobre saúde e doença," disse a professora Hollis Cline, do Instituto de Pesquisas Scripps (EUA). "Isso abre um monte de rotas de pesquisas entusiasmantes."

Proteínas que andam pelo corpo

Para enviar sinais por todo o cérebro, os neurônios normalmente se comunicam usando substâncias químicas chamadas neurotransmissores, que se movem de uma célula para outra vizinha. Os hormônios também circulam pelo cérebro, afetando o crescimento das células cerebrais e ajudando a forjar novas conexões entre os neurônios.

Pesquisadores já haviam suspeitado que um pequeno número de proteínas pudesse se mover de forma mais independente ao redor do cérebro, mas se acreditava que isso só acontecesse em casos isolados. Por exemplo, os estudos sobre a doença de Alzheimer revelaram que a sinucleína e a tau - duas proteínas associadas à neurodegeneração - podem se mover entre as células do cérebro de animais afetados pela doença. Mas os cientistas não tinham certeza se isso estava relacionado à própria doença.

Também já haviam sido colhidas evidências de que uma proteína originária de uma célula pode ser encontrada posteriormente em outra - contudo, os cientistas não conseguiram eliminar a possibilidade de que essa proteína fosse desmontada em seus blocos básicos de aminoácidos e posteriormente reagrupada na célula de destino.

Proteínas marcadas com biotina (áreas pretas desta imagem de microscopia eletrônica) foram vistas migrando das células da retina (foto) para o córtex visual do cérebro.
[Imagem: Lucio M. Schiapparelli et al. - 10.1016/j.celrep.2021.110287]

Comunicação mais abrangente

Agora, Cline e seus alunos usaram um método de rotulagem de proteínas que permitiu rastrear apenas proteínas que permanecessem intactas - a marcação na proteína, uma molécula de biotina, não pode ser reintegrada em novas proteínas se as proteínas forem desmontadas.

A equipe introduziu a marca nas células ganglionares da retina nos olhos de ratos. Onze dias depois, eles encontraram as proteínas no córtex visual, a área do cérebro responsável pelo processamento da visão e distante fisicamente das células ganglionares da retina - sim, as proteínas migraram dos olhos para o cérebro.

As proteínas identificadas incluem várias com funções conhecidas no cérebro, incluindo a tau e a sinucleína, que se movem entre as células na doença de Alzheimer.

"Esta é uma confirmação de que, no cérebro saudável, tau e sinucleína - e seu movimento ao redor do cérebro - é normal," disse Cline. "Mas, com a doença de Alzheimer, é uma forma tóxica da proteína que é transportada entre os neurônios."

Esta descoberta vai ajudar os pesquisadores a acompanhar os movimentos dessas e de outras proteínas em outras áreas do cérebro, bem como comparar o transporte interneuronal de proteínas em cérebros saudáveis e cérebros doentes. Embora os experimentos tenham sido realizados no sistema visual, a professora Cline diz que não há razão para não pensar que essa nova forma de comunicação seja mais abrangente.