Microscópios de super-resolução revelam nova ligação por nanotubos entre neurónios em cérebros de ratos e humanos

Microscópios de super-resolução trouxeram à tona um tipo totalmente novo de ligação entre neurónios em cérebros de ratos e de humanos.

No laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Johns Hopkins University, e os seus colegas detectaram minúsculas pontes tubulares nas extremidades ramificadas de neurónios cultivados. Em experiências adicionais com modelos de rato da doença de Alzheimer, tudo indicava que essas pontes estavam a transportar cálcio e moléculas associadas à doença directamente de uma célula para outra.

"[Estruturas] semelhantes podem transportar uma vasta gama de materiais, desde pequenos iões (10^−10 m) até grandes mitocôndrias (10^−6 m)", escreve a equipa no artigo.

"Em neurónios cultivados, observámos estes nanotubos a formarem-se de modo dinâmico e confirmámos que possuíam uma estrutura interna distinta, o que os diferencia de outras extensões neuronais."

Como neurónios comunicam: sinapses e outras ligações físicas

É bem conhecido que neurónios trocam mensagens rápidas por meio de sinapses, transmitindo informação tanto eléctrica como química. No entanto, outros tipos de células conseguem também trocar moléculas através de tubos-ponte que estabelecem uma ligação física directa. Agora, Chang e a equipa confirmaram que um tipo semelhante de ponte tubular também ocorre em neurónios, recorrendo a imagiologia avançada e a aprendizagem automática.

O que os nanotubos transportam em modelos de Alzheimer

Os investigadores viram os nanotubos a deslocarem moléculas de beta-amiloide que tinham sido injectadas em células cerebrais de ratos. Estas moléculas estão implicadas em doenças neurodegenerativas como o Alzheimer, nas quais tendem a agregar-se de forma anormal.

Quando a equipa impediu a formação das pontes, a beta-amiloide também deixou de se espalhar entre as células - reforçando que os nanotubos funcionavam como condutas directas.

"O nosso modelo computacional sustentou estes achados, ao prever que uma sobreactivação na rede de nanotubos poderia acelerar a acumulação tóxica de amiloide em neurónios específicos, fornecendo assim uma ligação mecanística entre alterações nos nanotubos e a progressão da patologia do Alzheimer", explicam os autores.

Uma descoberta recente e muitas perguntas em aberto

Esta investigação ainda está numa fase muito inicial. Como estes tubos são uma descoberta tão recente, continua sem estar claro o que transportam naturalmente - ou mesmo com que frequência se formam e actuam no cérebro humano como um todo.

Ainda assim, o mau funcionamento destes tubos também pode contribuir para outras doenças, o que faz com que os cientistas queiram compreender melhor estas pontes em miniatura.

Este estudo foi publicado na Science.