A limpeza celular inadequada durante o neurodesenvolvimento pode causar problemas comportamentais ao longo da vida

A remoção inadequada de células cerebrais defeituosas durante o neurodesenvolvimento pode causar problemas comportamentais ao longo da vida, sugere uma nova pesquisa da Escola de Medicina da Universidade de Virgínia. A descoberta também pode ter implicações importantes para uma ampla gama de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.

Neurocientistas UVA descobriram que uma forma inesperada de limpeza celular ocorre no cérebro em desenvolvimento. Se esse processo der errado - acontecendo muito pouco ou muito - pode causar mudanças permanentes na fiação do cérebro. Em ratos de laboratório, isso resulta em um comportamento semelhante ao da ansiedade, e pode desempenhar um papel em condições neurológicas como o autismo em humanos.

Você não quer que as células [cerebrais] tenham compromissos genômicos. Você não quer DNA danificado. Portanto, este seria um mecanismo normal para expulsar essas células de serem incorporadas ao sistema nervoso central. Quando o dano não é reconhecido, as células que sofrem danos ao DNA vivem no SNC [sistema nervoso central] e podem ser vistas pelo acúmulo de danos ao DNA no cérebro. "

Catherine R. Lammert, investigador, UVA

Compreender o desenvolvimento do cérebro

O limpador celular que os pesquisadores observaram, o inflamassoma AIM2, foi associada principalmente à resposta imunológica do corpo a infecções, mas não foi amplamente estudada no cérebro. Mas aí ele desempenha um papel crítico para garantir que o cérebro em desenvolvimento seja montado e funcione corretamente, Lammert descobriu, em colaboração com o investigador principal John Lukens, PhD.

"Neurodesenvolvimento é um processo muito complicado, "disse Lammert, um estudante de pós-graduação cujas habilidades especializadas foram fundamentais para a descoberta. "Esta forma de morte celular realmente desempenha um papel na remoção de células indesejadas do cérebro para estabelecer um SNC saudável com as conexões corretas e o número certo de células."

Mais da metade dos neurônios criados durante o desenvolvimento do cérebro acabam morrendo, então uma limpeza adequada é essencial, observou Lukens, do Departamento de Neurociências da UVA. "Acredita-se que muito ou pouco seja a base de tudo, do autismo à deficiência intelectual - qualquer tipo de distúrbio do neurodesenvolvimento, " ele disse.

Por exemplo, ataxia é uma condição que faz com que as pessoas percam o controle de seus movimentos. "Há um potencial de que essa via pode estar contribuindo para a perda neuronal observada na ataxia, "disse Lukens, pesquisador do Centro de Imunologia Cerebral e Glia da UVA (BIG). "Por um lado, você precisa [da limpeza], mas se você tiver muito, pode ter consequências negativas, gostar, potencialmente, ataxia. Muitas das doenças neurodegenerativas de início precoce estão associadas a mutações em proteínas de reparo de danos ao DNA, e essa via também pode estar envolvida. "

A descoberta aconteceu de forma um tanto acidental, o resultado de uma observação do comportamento de ratos de laboratório enquanto os pesquisadores investigavam lesão cerebral traumática. Mas seguir essa liderança inesperada deu aos cientistas uma melhor compreensão do desenvolvimento do cérebro, e essa compreensão pode um dia render novos tratamentos para doenças neurológicas.

Lukens, um membro do Centro de Imunologia Carter da UVA, alertou que esses tratamentos provavelmente estão muito longe, mas ele disse que uma terapia baseada na descoberta pode ter aplicações generalizadas. "Atingir essa via no cérebro maduro provavelmente forneceria uma estratégia de tratamento para qualquer doença neurodegenerativa associada a danos no DNA, "ele disse." E esses são todos os principais golpes de peso:a doença de Alzheimer, Mal de Parkinson, ALS. "

Resultados publicados

Os pesquisadores publicaram suas descobertas na prestigiosa revista Nature. Os autores do estudo foram Lammert, Elizabeth L. Frost, Calli E. Bellinger, Ashley C. Bolte, Celia A. McKee, Mariah E. Hurt, Matt J. Paysour, Hannah E. Ennerfelt e Lukens.

A pesquisa foi apoiada pela Hartwell Foundation; Rettsyndrome.org grant 22349; a Owens Family Foundation; e bolsa 27515 da Brain &Behavior Research Foundation. Lammert foi apoiado por uma bolsa de treinamento pré-doutorado do Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais do National Institutes of Health e uma bolsa Wagner.

• Arizona COVID-19 Genomics Union para estudar como o vírus pode estar evoluindo
• Microbiologista da NAU ingressa na Arizona COVID-19 Genomics Union