O papel de certos grupos de proteínas encontradas na superfície das células cerebrais no hipocampo – a parte do cérebro que desempenha um papel fundamental no aprendizado e na memória – vem intrigando os cientistas há várias décadas. Mas esse mistério biológico específico poderia, finalmente, ter sido resolvido.
Já se sabia que a interrupção desses agrupamentos poderia levar a distúrbios neurológicos graves, mas não estava claro por quê. Um novo estudo sugere que os aglomerados são ‘hotspots’ de sinalização de cálcio vitais na ativação da expressão gênica.
As proteínas do ponto de acesso parecem ser canais de íons incomumente grandes, portas de entrada que permitem que átomos carregados entrem na célula. As trocas desses íons são uma das principais maneiras pelas quais as células, como os neurônios, se comunicam – passando um sinal, como um toque, ou padrões de pensamento, de um grupo de células para outro para que possamos processá-los conscientemente.
“Conhecemos a função de outros tipos de aglomerados de canais iônicos, por exemplo, aqueles nas sinapses, há muito tempo”, diz o fisiologista James Trimmer, da Universidade da Califórnia, Davis.
“No entanto, não havia papel conhecido que essas estruturas muito maiores no corpo celular desempenhavam na fisiologia do neurônio.”
Trimmer e seus colegas já haviam detectado vários canais por meio desses aglomerados de proteínas, alguns que permitem apenas íons de potássio através da membrana celular, enquanto outros são apenas para íons de cálcio.
Por meio de experimentos em neurônios de roedores, a equipe desacoplou os canais de potássio e cálcio, que possuem pedaços de proteína que se ligam uns aos outros. Eles inundaram os neurônios com fragmentos de canais de potássio chamariz, aos quais os canais de cálcio se agarraram antes de se desprenderem dos aglomerados de membrana celular.
Isso foi mostrado para quebrar a ligação entre a sinalização de células neurais elétricas e a expressão gênica, um processo crítico em um cérebro que funciona adequadamente, chamado de acoplamento excitação-transcrição.
“Existem muitos canais de cálcio diferentes, mas o tipo específico de canal de cálcio encontrado nesses grupos é necessário para converter as mudanças na atividade elétrica em mudanças na expressão gênica”, disse Trimmer.
“Descobrimos que se você interferir com as proteínas de sinalização de cálcio localizadas nesses aglomerados incomuns, você basicamente elimina o acoplamento excitação-transcrição, que é fundamental para o aprendizado, a memória e outras formas de plasticidade neuronal.”
A sinalização do cálcio é bem estudada nos dendritos, os pedaços estendidos de neurônios que gerenciam as mensagens entre as células, mas até agora não havia muita pesquisa sobre como a sinalização do cálcio poderia funcionar dentro do corpo celular real do neurônio.
Como explicam os pesquisadores, esses agrupamentos de neurônios são “altamente conservados”, o que significa que permaneceram relativamente inalterados pelos processos evolutivos. Isso aponta para sua importância em invertebrados e vertebrados, incluindo humanos. Até 100 clusters podem ser fixados em uma única célula.
Os cientistas estão constantemente fazendo novas descobertas sobre como o cérebro funciona, e cada percepção adicional desse órgão mais complexo e sofisticado pode ajudar a resolver problemas com seu funcionamento – ou impedir que aconteçam.
“Estamos apenas no início da compreensão do significado dessa sinalização, mas esses novos resultados podem fornecer informações que podem moldar novas pesquisas sobre seu papel na função cerebral e, talvez, eventualmente, no desenvolvimento de novas classes de terapêuticas”, disse Trimmer.
Publicado em 15/11/2021 08h06
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