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Pesquisadores identificam parte crucial da arquitetura do cérebro
27/12/2010 - Nicholas Wade = The New York Times

Trabalhando com tecido cerebral humano removido numa cirurgia, pesquisadores identificaram os componentes de uma parte crucial da arquitetura do cérebro: a sinapse --ou a junção onde um neurônio se conecta a outro.

O trabalho deve ajudar a entender como a sinapse funciona no estabelecimento de memórias, assim como a base das muitas doenças causadas por defeitos no delicado mecanismo das sinapses.

A equipe de pesquisa, conduzida por Seth Grant do Instituto Sanger, próximo a Cambridge, Inglaterra, compilou o primeiro inventário exato de todos os componentes protéicos do mecanismo sináptico de processamento de informações. Nada menos que 1.461 proteínas são envolvidas nesse mecanismo biológico, segundo relatam na edição atual de "Nature Neuroscience".


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Eles amarraram seu catálogo à sequência do genoma humano, conectando cada proteína ao gene que contém instruções para sua produção. Isso lhes permitiu comparar suas descobertas em humanos com outras espécies cujos genomas já foram sequenciados, como o Neandertal. "[Ele] teria sofrido da mesma variedade de doenças psiquiátricas que os humanos", afirmou Grant.

Cada neurônio no cérebro humano faz uma média de mil conexões com outros neurônios. Temos mais de 100 bilhões de neurônios, então o cérebro provavelmente contém 100 trilhões de sinapses - sua peça mais crucial de funcionamento.

Ao lado de uma sinapse do neurônio que está transmitindo, um sinal elétrico chega e libera pacotes químicos. Os químicos se espalha rapidamente ao longo do intervalo entre os neurônios, e chega aos receptores na superfície do neurônio que está recebendo.

Esses receptores alimentam o sinal recebido a um delicado complexo de máquinas protéicas, que processam e armazenam a informação.

O complexo de proteínas envolvido nesse processamento de informações é conhecido por anatomistas como "densidade pós-sináptica", pois as proteínas se unem como uma bolha visível. Mas o nome faz pouca justiça à sua função crucial.

Os 1.461 genes que especificam essas proteínas sinápticas constituem mais de 7% dos 20 mil genes de codificação de proteínas do genoma humano, uma indicação da complexidade e da importância da sinapse.

Grant acredita que as proteínas estejam provavelmente unidas para formar diversas máquinas biológicas, que processam a informação e alteram as propriedades físicas do neurônio como forma de estabelecer uma memória.

DOENÇAS

As tolerâncias dessas máquinas parecem ser muito suaves, pois quase qualquer mutação nos genes subjacentes leva a uma proteína disforme e, consequentemente, a doenças. Observando uma lista padrão de doenças mendelianas, que são aquelas causadas por alterações num único gene, a equipe de Sanger descobriu que as mutações em 169 dos genes sinápticos levavam a 269 doenças humanas diferentes.

O novo catálogo de proteínas sinápticas deve abrir uma nova e importante janela às doenças mentais, disse Jeffrey Noebels, especialista na genética da epilepsia da Faculdade de Medicina Baylor. "Nós podemos entrar lá, buscar sistematicamente por caminhos de doenças e encontrar alvos que possam ser atacados com medicamentos."

As doenças mendelianas, aquelas que Grant relacionou ao seu grupo de genes sinápticos, são -- em sua maioria -- raras e obscuras, mas elas podem acabar se sobrepondo às doenças mentais comuns em termos de seus sintomas e caminhos de causa, caso em que alguns tratamentos também poderiam se sobrepor.

O tecido cerebral analisado pela equipe de Grant foi extraído por um cirurgião, Ian Whittle, da Universidade de Edimburgo. Para atingir certas regiões profundas do cérebro, ele teve de remover um fino tubo de tecido --que, com o consentimento do paciente, foi imediatamente congelado e enviado a Grant.

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