Descoberta sobre canais cerebrais facilitará tratamento de epilepsia

Ilustração de um receptor AMPA e do glutamato.[Imagem: Edward Twomey/Johns Hopkins Medicine]

Glutamato

Em um esforço para entender como as células cerebrais trocam mensagens químicas, cientistas usaram um microscópio altamente especializado para capturar detalhes inédito sobre como uma das moléculas de sinalização mais comuns, o glutamato, abre um canal e permite a entrada de uma enxurrada de partículas carregadas.

A descoberta promete impulsionar o desenvolvimento de novos medicamentos que bloqueiam ou abrem esses canais de sinalização para tratar condições muito variadas, da epilepsia aos distúrbios intelectuais de aprendizado.

"Os neurônios são a base celular do cérebro, e a capacidade de vivenciar nosso ambiente e aprender depende das comunicações [químicas] entre os neurônios," contextualizou o professor Edward Twomey, da Universidade Johns Hopkins (EUA).

Há muito se sabe que uma das principais moléculas responsáveis pela comunicação entre os neurônios é o neurotransmissor glutamato, uma molécula abundante nos espaços entre os neurônios. Seu ponto de ancoragem nos neurônios é um canal chamado receptor AMPA, que interage com o glutamato e atua como um poro que absorve partículas carregadas. O fluxo e refluxo de partículas carregadas cria sinais elétricos que formam a comunicação entre os neurônios.

O microscópio de altíssima potência foi usado para obter imagens desses canais durante etapas específicas nos processos de comunicação, permitindo observar detalhes dos movimentos minúsculos dos receptores AMPA no nível de átomos individuais.

Além disso, os experimentos até agora envolviam observar células quase congeladas, um estado que proporciona um ambiente estável e mais fácil de estudar - mas muito longe da temperatura real de funcionamento. O novo microscópio permitiu ver tudo na temperatura corporal normal.

Tratamento para epilepsia

A equipe descobriu que as moléculas de glutamato operam como uma espécie de chave, que destranca a porta do canal, permitindo que ele se abra mais amplamente. Isso ocorre quando a estrutura em forma de concha do receptor AMPA se fecha ao redor do glutamato, uma ação que abre o canal abaixo.

Medicamentos como o perampanel, usado para tratar epilepsia, agem como um batente de porta ao redor do receptor AMPA para limitar a abertura do canal e reduzir o excesso de atividade que ocorre nas células cerebrais de pessoas com epilepsia.

Assim, esta nova descoberta poderá ser usada para desenvolver novos medicamentos que se liguem aos receptores AMPA de diferentes maneiras, abrindo ou fechando os canais de sinalização das células cerebrais.

"Com cada nova descoberta, estamos desvendando cada um dos blocos de construção que permitem que nossos cérebros funcionem," concluiu Twomey.

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