Cientistas americanos descobrem drogas que triplicam a capacidade do cérebro

Cada um dos 100 bilhões de neurônios cerebrais tem milhares de conexões com outros neurônios. Essas conexões, conhecidas como sinapses, permitem que as células possam rapidamente compartilhar informações, coordenar atividades, garantir o aprendizado e sustentar os circuitos que fazem parte da memória.

Avarias nas ligações entre neurônios têm sido associadas a distúrbios neurológicos, entre eles o autismo e a doença de Alzheimer, bem como ao declínio da memória durante o processo de envelhecimento.Muitos cientistas acreditam que o reforço conexões sinápticas poderia oferecer um modo de tratar essas doenças mentais, e de retardar problemas relacionados com o declínio da função cerebral por causa da idade avançada.

Agora, uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveu uma meio de aumentar as sinapses entre as células. O experimento foi realizado em laboratório, em condições muito controladas, que permitem projeções em larga escala com o objetivo de produzir novos medicamentos.

Os pesquisadores já identificaram vários compostos que podem reforçar sinapses cerebrais. Tais medicamentos ajudam a compensar o declínio cognitivo, observado no mal de Alzheimer, por exemplo. O estudo foi publicado na edição de outubro da revista Nature.

Segundo Mehmet Fatih Yanik, professor associado do MIT e líder da equipe de pesquisa — que conta ainda com os assistentes Mark Scott e Zachary Wissner-Gross, Stephen Haggarty, Balaram Ghosh e Dongpeng Wan da Universidade de Harvard, e Ralph Mazitschek do Massachusetts General Hospital — o trabalho da equipe desenvolveu e analisou vários compostos de drogas potenciais selecionados no estudo.Numa sinapse, um neurônio envia sinais para uma ou mais células, liberando substâncias químicas chamadas neurotransmissores, que influenciam a atividade da célula receptora. Os cientistas descobriram meios de induzir neurônios cultivados em laboratório para formar sinapses, mas isso geralmente produz uma mistura de conexões que é difícil de estudar.

Na nova configuração desenvolvida por Yanik e seus colegas, os neurônios pré-sinápticos (aqueles que enviam mensagens através de uma sinapse) são cultivados em compartimentos individuais, no laboratório. Os compartimentos têm apenas uma abertura, em um pequeno canal, que leva a outro compartimento.

O neurônio pré-sináptico envia seu axônio longo através do canal para o outro compartimento, onde pode formar conexões sinápticas, com células dispostas em uma grade."Dessa forma, no laboratório, podemos induzir sinapses em posições muito bem definidas", afirma Yanik.Usando esta técnica, os pesquisadores conseguiram criar centenas de milhares de sinapses em laboratório, e então usá-los para testar os efeitos de compostos da droga potencial. Esta técnica detecta alterações na força sináptica com sensibilidade dez vezes maior do que os métodos atualmente existentes.Neste estudo, os pesquisadores criaram e testaram variantes de um tipo de molécula conhecida como um inibidor de HDAC.

As HDACs são enzimas que controlam como o DNA é enrolado no interior do núcleo da célula, o que determina quais genes podem ser copiados e quais são aqueles que se expressam ativamente. Os inibidores de HDAC, capazes de afrouxar bobinas de DNA e revelar genes que tinham sido desligados, estão agora sendo observados como formas potenciais de tratamento para a doença de Alzheimer e outras doenças neurodegenerativas.O objetivo dos pesquisadores era encontrar inibidores de HDAC que, especificamente, fossem capazes de ativar genes, que melhoram as conexões sinápticas. Para determinar quais os efeitos mais fortes, eles mediram a quantidade de uma proteína chamada sinapsina, encontrada nos neurônios pré-sinápticos. Esses testes renderam vários inibidores de HDAC, que fortaleceram as sinapses, e permitiram melhorar a força das sinapses em 300 por cento. Vários inibidores de HDAC tiveram pouco efeito sobre a força sináptica, demonstrando a importância de encontrar inibidores de HDAC específicos para genes sinápticos.

"A nova tecnologia oferece uma melhoria significativa sobre os métodos existentes para o cultivo de sinapses. Permite também estudar sua formação", comenta Matthew Dalva, professor associado de Neurociências na Thomas Jefferson University, que não fez parte da equipe de pesquisa. "Ainda sabemos tão pouco sobre a formação de sinapses, este estudo pode abrir novas portas".A próxima etapa do estudo é saber se este sistema também pode ser usado para examinar as conexões entre tipos específicos de neurônios, obtidos de diferentes regiões no cérebro. Caso haja condições de melhorar conexões específicas em determinadas áreas do cérebro, a pesquisa vai ser altamente benéfica para pessoas com autismo, por exemplo. Yanik tem planos também para tornar a tecnologia disponível para outros grupos de pesquisa interessados. 

Fonte: Agência O Globo – Rio de Janeiro