Microscópios de super-resolução revelam pontes nanotubulares entre neurónios em cérebros de ratinho e humano

Microscópios de super-resolução tornaram visível um tipo totalmente novo de ligação entre neurónios em cérebros de ratinho e de humanos.

Pontes nanotubulares observadas em neurónios

Em experiências de laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Universidade Johns Hopkins, e a sua equipa encontraram minúsculas pontes em forma de tubo nas extremidades ramificadas de neurónios mantidos em cultura. Em testes adicionais com modelos de ratinho da doença de Alzheimer, tudo indicava que essas pontes estavam a transferir cálcio e moléculas associadas à doença directamente de uma célula para outra.

"[Estruturas] semelhantes conseguem 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 em cultura, observámos estes nanotubos a formarem-se de forma dinâmica e confirmámos que possuíam uma estrutura interna distinta, o que os diferencia de outras extensões neuronais."

Para lá das sinapses: outra via de comunicação

É bem conhecido que os neurónios comunicam rapidamente entre si através de sinapses, que transmitem informação eléctrica e química. No entanto, noutros tipos celulares existem tubos-ponte que criam uma ligação física entre células e permitem a troca de moléculas. O grupo de Chang confirmou agora que um tipo semelhante de ponte tubular também ocorre em neurónios, recorrendo a técnicas avançadas de imagem e a aprendizagem automática.

Nanotubos, amiloide-beta e doença de Alzheimer

Os cientistas viram estes nanotubos a transportar moléculas de amiloide-beta, que tinham injectado em células do cérebro de ratinho. Estas moléculas estão implicadas em doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer, nas quais tendem a agregar-se de forma anormal.

Quando impediram a formação das pontes, a amiloide-beta deixou igualmente de se propagar entre células, o que confirmou que os nanotubos funcionavam como condutas directas.

"O nosso modelo computacional apoiou estas conclusões, ao prever que a sobreactivação na rede de nanotubos poderia acelerar a acumulação tóxica de amiloide em neurónios específicos, fornecendo assim uma ligação mecanística entre alterações dos nanotubos e a progressão da patologia da doença de Alzheimer", explicam os investigadores.

A investigação ainda está numa fase muito inicial; como estes tubos são uma descoberta tão recente, continua por esclarecer o que transportam naturalmente, ou mesmo com que frequência se formam e funcionam no conjunto do cérebro humano.

Ainda assim, se estas ligações falharem, também poderão contribuir para outras doenças, pelo que os cientistas querem compreender melhor estas pontes em miniatura.

Este trabalho foi publicado na revista Science.