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As células nervosas formam memórias de longo prazo com a ajuda de uma resposta inflamatória, descobriu um estudo em ratos.
Quando se forma uma memória de longo prazo, algumas células cerebrais experimentam uma onda de atividade elétrica tão forte que quebra seu DNA.
Então, uma resposta inflamatória entra em ação, reparando esses danos e ajudando a consolidar a memória, mostra um estudo em ratos.
As descobertas, publicadas em 27 de março na Nature1, são “extremamente emocionantes”, diz Li-Huei Tsai, neurobiólogo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge, que não esteve envolvido no trabalho.
Contribuem para a imagem de que formar memórias é um “negócio arriscado”, diz ela.
Normalmente, quebras em ambas as cadeias da molécula de DNA de dupla hélice estão associadas a doenças, incluindo o câncer.
Mas, neste caso, o ciclo de danos e reparação do DNA oferece uma explicação sobre como as memórias podem formar-se e durar.
Também sugere uma possibilidade tentadora: este ciclo pode ser defeituoso em pessoas com doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, causando um acúmulo de erros no DNA de um neurônio, diz a co-autora do estudo Jelena Radulovic, neurocientista da Faculdade de Medicina Albert Einstein na cidade de Nova York.
Resposta inflamatória Esta não é a primeira vez que danos no DNA são associados à memória.
Em 2021, Tsai e os seus colegas mostraram que as quebras de cadeia dupla do DNA são generalizadas no cérebro e associaram-nas à aprendizagem.
Para entender melhor o papel que essas quebras de DNA desempenham na formação da memória, Radulovic e seus colegas treinaram ratos para associar um pequeno choque elétrico a um novo ambiente, de modo que, quando os animais fossem novamente colocados naquele ambiente, eles se “lembrassem? da experiência e mostram sinais de medo, como congelar no lugar.
Em seguida, os pesquisadores examinaram a atividade genética em neurônios em uma área cerebral fundamental para a memória – o hipocampo.
Eles descobriram que alguns genes responsáveis pela inflamação estavam ativos em um conjunto de neurônios quatro dias após o treino.
Três semanas após o treino, os mesmos genes estavam muito menos ativos.
A equipe identificou a causa da inflamação: uma proteína chamada TLR9, que desencadeia uma resposta imunológica a fragmentos de DNA flutuando no interior das células.
Esta resposta inflamatória é semelhante àquela que as células imunitárias utilizam quando se defendem contra material genético de agentes patogénicos invasores, diz Radulovic.
No entanto, neste caso, as células nervosas não respondiam aos invasores, mas ao seu próprio DNA, descobriram os investigadores.
O TLR9 foi mais ativo em um subconjunto de neurônios do hipocampo nos quais as quebras do DNA resistiram ao reparo.
Nestas células, a maquinaria de reparação do DNA acumulou-se numa organela chamada centrossoma, que está frequentemente associada à divisão e diferenciação celular.
No entanto, os neurónios maduros não se dividem, diz Radulovic, por isso é surpreendente ver centrossomas a participar na reparação do DNA.
Ela se pergunta se as memórias se formam através de um mecanismo semelhante ao modo como as células imunológicas se sintonizam com as substâncias estranhas que encontram.
Por outras palavras, durante os ciclos de danos e reparação, os neurónios podem codificar informações sobre o evento de formação de memória que desencadeou as quebras do DNA, diz ela.
Quando os investigadores eliminaram o gene que codifica a proteína TLR9 dos ratos, os animais tiveram dificuldade em recordar memórias de longo prazo sobre o seu treino: eles congelavam com muito menos frequência quando colocados no ambiente onde tinham sido previamente chocados do que os ratos que tinham o gene intacto.
Estas descobertas sugerem que “estamos a usar o nosso próprio DNA como sistema de sinalização? para “reter informação durante um longo período de tempo”, diz Radulovic.
Adequação Como as descobertas da equipe se ajustam a outras descobertas sobre a formação da memória ainda não está claro.
Por exemplo, os investigadores demonstraram que um subconjunto de neurónios do hipocampo conhecido como engrama é fundamental para a formação da memória3.
Essas células podem ser consideradas um traço físico de uma única memória e expressam certos genes após um evento de aprendizagem.
Mas o grupo de neurônios em que Radulovic e seus colegas observaram a inflamação relacionada à memória são em sua maioria diferentes dos neurônios engram, dizem os autores.
Tomás Ryan, neurocientista de engramas do Trinity College Dublin, afirma que o estudo fornece “a melhor evidência até agora de que a reparação do DNA é importante para a memória”.
Mas ele questiona se os neurónios codificam algo distinto do engrama – em vez disso, diz ele, o dano e a reparação do DNA podem ser uma consequência da criação do engrama.
“Formar um engrama é um evento de alto impacto; você tem que fazer muitas tarefas domésticas depois”, diz ele.
Tsai espera que pesquisas futuras abordem como acontecem as quebras de fita dupla do DNA e se elas ocorrem também em outras regiões do cérebro.
Clara Ortega de San Luis, neurocientista que trabalha com Ryan no Trinity College Dublin, diz que estes resultados chamam a atenção necessária para os mecanismos de formação e persistência da memória dentro das células.
“Sabemos muito sobre conectividade? entre neurônios “e plasticidade neural, mas não tanto sobre o que acontece dentro dos neurônios”, diz ela.
Publicado em 03/04/2024 12h43
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