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| Neuronas derivadas de un paciente con Parkinson Dr. Regis Grailhe / Instituto Pasteur Corea In nmas1. |
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sábado, 4 de agosto de 2018
Neuronas derivadas de un paciente con Parkinson
terça-feira, 11 de julho de 2017
Descoberta molécula importante para o Parkinson
Aumenta comunicação entre neurónios. Investigação é das universidades de Coimbra e do Minho
O estudo foi desenvolvido por investigadores do Centro de Neurociências e Biologia Celular da Universidade de Coimbra e do Instituto de Investigação em Ciências da Vida e da Saúde da Universidade do Minho.
“Uma molécula libertada por células estaminais aumenta o ‘canal de comunicação’ (axónio) entre neurónios”. Trata-se de um resultado inovador, sublinha a UC numa nota enviada à Lusa, adiantando que a investigação foi publicada na Scientific Reports.
Inovador porque se foca no sistema nervoso central (SNC), que tem uma capacidade de regeneração inferior à do sistema nervoso periférico, podendo vir a ser aplicado na doença de Parkinson, esclerose lateral amiotrófica ou lesões vertebromedulares, onde o crescimento do axónio entre neurónios pode ser crucial”
A investigação partiu dos problemas de eficácia do transplante das células estaminais mesenquimais no tratamento de doenças do SNC, “tendo recorrido às várias moléculas libertadas (secretoma) por células estaminais do cordão umbilical humano para compreender o seu papel no crescimento dos axónios”, refere Luís Martins, investigador do CNC e primeiro autor do artigo científico já publicado.
O estudo de neurónios do SNC de rato estimulados com o secretoma apresentaram um aumento do crescimento dos seus axónios comparativamente maior que os neurónios que não receberam qualquer estimulação”
O trabalho descobriu que uma das moléculas cruciais do secretoma para o aumento dos axónios é o denominado ‘fator neurotrófico derivado do cérebro’.
Os investigadores “removeram esta molécula do secretoma aplicado nos neurónios e verificaram que o crescimento dos axónios se apresentava reduzido na sua ausência, o que significa que a sua presença contribui para este crescimento”.
Ramiro de Almeida, coordenador do estudo e investigador do CNC, salienta que “o secretoma poderá ser uma alternativa ao transplante, uma vez que, contendo as moléculas responsáveis pela regeneração mediada pelas células estaminais, pode ser aplicado sem a necessidade da presença destas”.
A abordagem proposta é mais fácil, acarreta menos riscos e num futuro próximo poderá permitir um controlo da composição do secretoma a aplicar ao doente consoante as suas necessidades personalizadas”.
A experiência foi realizada em câmaras microfluídicas, constituídas por uma placa à base de silicone com dois compartimentos unidos por túneis longos e estreitos, onde foram colocados os neurónios, tendo sido observado o seu crescimento quando atravessaram os túneis e atingiram o compartimento oposto, como se fossem as raízes de uma planta.
A investigação foi financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e por fundos comunitários, através designadamente do Programa Operacional Fatores de Competitividade (COMPETE) e do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER). Fonte: TVI24.
quarta-feira, 7 de junho de 2017
Descoberta poderia acelerar o desenvolvimento de novos tratamentos de Parkinson
June 6, 2017 - Pesquisadores que trabalham com células-tronco reproduziram em uma placa de Petri as oscilações cerebrais que caracterizam a doença de Parkinson. A pesquisa poderia abrir caminho para exames mais rápidos para novos tratamentos ou mesmo uma cura para a doença.
"Com esta nova descoberta, agora podemos gerar em um prato a falha neuronal que é semelhante ao que ocorre no cérebro do paciente de Parkinson", disse Jian Feng, PhD, autor principal do trabalho e professor de fisiologia e biofísica.
"Uma variedade de estudos e esforços de descoberta de drogas podem ser implementados nestes neurônios humanos para acelerar a descoberta de uma cura para a doença de Parkinson".
Melhorando a Compreensão dos Mecanismos Moleculares
O trabalho fornece uma plataforma útil para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares no trabalho na doença, disse Feng.
As oscilações anormais nos neurônios que controlam o movimento, que provavelmente causam tremores que caracterizam a doença de Parkinson, têm sido relatadas em pacientes com a doença.
As oscilações surgiram há décadas, quando alguns pacientes de Parkinson começaram a sofrer estimulação cerebral profunda como tratamento, uma vez que seus medicamentos deixaram de ser eficazes. Os neurocirurgiões que realizaram o procedimento notaram explosões rítmicas de atividade ou oscilações entre os neurônios em pacientes quando eles usaram eletrodos para anular a atividade cerebral para estimular o cérebro.
"Nossos corpos se movem porque há coordenação entre a contratação e a relaxação de nossos músculos", explicou Feng. "Tudo é exquisitamente programado dentro da estrutura cerebral chamada ganglio basal".
As explosões rítmicas de atividade ou as oscilações que os neurocirurgiões viram nos cérebros dos pacientes de Parkinson sinalizaram que algo nesse sistema se desagregou - mas não estava claro exatamente como eles se derrubaram.
Avanço é 'Dramatico'
Feng e seus colegas geraram células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) das células da pele de pacientes com mutações no gene Parkin.
Anos antes, o time de Feng usou a mesma tecnologia para descobrir que essas mutações causam a doença de Parkinson, interrompendo as ações da dopamina, o que é necessário para o movimento físico normal. Quando não há dopamina suficiente, ocorre um desequilíbrio na neurotransmissão, resultando em doença de Parkinson.
"O que encontramos em nossa nova pesquisa é bastante dramático", disse ele. "Quando gravamos a atividade elétrica nos neurônios com mutações Parkin, você pode ver claramente as oscilações".
As mutações induzem uma mudança na forma como os neurônios se comunicam, disse Feng.
"Normalmente, a comunicação entre esses neurônios não é repetitiva", disse ele, "mas neste caso, suspeitamos que a oscilação reduz o conteúdo da informação que está sendo transmitida. É quase como gaguejar, como se agora o neurônio não consiga entender as instruções para o movimento normal. Todo o "ouvido dos neurônios" é um disparate. "
Para se certificar de que as oscilações foram causadas por mutações Parkin, os pesquisadores usaram um vírus para resgatar as mutações. Com o parkin normal de volta ao neurônio, as oscilações desapareceram.
Feng observou que a pesquisa foi extremamente tediosa. Os neurônios tiveram de ser cultivados por mais de 100 dias, e o meio precisava ser mudado a cada dois dias.
Fornecer o potencial para o rastreio de drogas
"Esta pesquisa nos dá uma maneira muito boa de pesquisar drogas porque o fenótipo é muito parecido com o que está acontecendo no cérebro", disse Feng.
"O que bloqueia a oscilação no prato pode ser um potencial candidato a medicamentos". Essa idéia levou a discussões com a Q-State Biosciences, uma startup desenvolvida pelos professores da Universidade de Harvard, Adam E. Cohen, PhD e Kevin Eggan, PhD, que se concentra em Células-tronco e tecnologias optogenéticas.
A Q-State Biosciences está interessada em desenvolver uma técnica de alto rendimento, o que seria altamente valioso para as empresas farmacêuticas que desejam exibir rapidamente potenciais candidatos a medicamentos para a doença de Parkinson.
Documento publicado em Cell Report
O artigo, “Dopamine Induces Oscillatory Activities in Human Midbrain Neurons with Parkin Mutations,” foi publicado em 2 de maio em Cell Reports.
Zhen Yan, PhD, professor de fisiologia e biofísica, é co-autor sênior com Feng.
Ping Zhong, PhD, cientista de pesquisa, é o primeiro autor junto com Zhixing Hu, PhD, associado pós-doutorado e Houbo Jiang, PhD, cientista de pesquisa, todos no Departamento de Fisiologia e Biofísica.
O estudo foi financiado pelo NYSTEM, pelo Department of Veteran’s Affairs nos EUA e pelos Institutos Nacionais de Saúde. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medicine.
"Com esta nova descoberta, agora podemos gerar em um prato a falha neuronal que é semelhante ao que ocorre no cérebro do paciente de Parkinson", disse Jian Feng, PhD, autor principal do trabalho e professor de fisiologia e biofísica.
"Uma variedade de estudos e esforços de descoberta de drogas podem ser implementados nestes neurônios humanos para acelerar a descoberta de uma cura para a doença de Parkinson".
Melhorando a Compreensão dos Mecanismos Moleculares
O trabalho fornece uma plataforma útil para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares no trabalho na doença, disse Feng.
As oscilações anormais nos neurônios que controlam o movimento, que provavelmente causam tremores que caracterizam a doença de Parkinson, têm sido relatadas em pacientes com a doença.
As oscilações surgiram há décadas, quando alguns pacientes de Parkinson começaram a sofrer estimulação cerebral profunda como tratamento, uma vez que seus medicamentos deixaram de ser eficazes. Os neurocirurgiões que realizaram o procedimento notaram explosões rítmicas de atividade ou oscilações entre os neurônios em pacientes quando eles usaram eletrodos para anular a atividade cerebral para estimular o cérebro.
"Nossos corpos se movem porque há coordenação entre a contratação e a relaxação de nossos músculos", explicou Feng. "Tudo é exquisitamente programado dentro da estrutura cerebral chamada ganglio basal".
As explosões rítmicas de atividade ou as oscilações que os neurocirurgiões viram nos cérebros dos pacientes de Parkinson sinalizaram que algo nesse sistema se desagregou - mas não estava claro exatamente como eles se derrubaram.
Avanço é 'Dramatico'
Feng e seus colegas geraram células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) das células da pele de pacientes com mutações no gene Parkin.
Anos antes, o time de Feng usou a mesma tecnologia para descobrir que essas mutações causam a doença de Parkinson, interrompendo as ações da dopamina, o que é necessário para o movimento físico normal. Quando não há dopamina suficiente, ocorre um desequilíbrio na neurotransmissão, resultando em doença de Parkinson.
"O que encontramos em nossa nova pesquisa é bastante dramático", disse ele. "Quando gravamos a atividade elétrica nos neurônios com mutações Parkin, você pode ver claramente as oscilações".
As mutações induzem uma mudança na forma como os neurônios se comunicam, disse Feng.
"Normalmente, a comunicação entre esses neurônios não é repetitiva", disse ele, "mas neste caso, suspeitamos que a oscilação reduz o conteúdo da informação que está sendo transmitida. É quase como gaguejar, como se agora o neurônio não consiga entender as instruções para o movimento normal. Todo o "ouvido dos neurônios" é um disparate. "
Para se certificar de que as oscilações foram causadas por mutações Parkin, os pesquisadores usaram um vírus para resgatar as mutações. Com o parkin normal de volta ao neurônio, as oscilações desapareceram.
Feng observou que a pesquisa foi extremamente tediosa. Os neurônios tiveram de ser cultivados por mais de 100 dias, e o meio precisava ser mudado a cada dois dias.
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Oscilações
A imagem A descreve o estourar ou oscilações rítmicas de correntes elétricas medidas em picoamperes em neurônios de pacientes com Parkinson.
A imagem B mostra que não há oscilação das correntes elétricas nos neurônios de indivíduos normais.
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Fornecer o potencial para o rastreio de drogas
"Esta pesquisa nos dá uma maneira muito boa de pesquisar drogas porque o fenótipo é muito parecido com o que está acontecendo no cérebro", disse Feng.
"O que bloqueia a oscilação no prato pode ser um potencial candidato a medicamentos". Essa idéia levou a discussões com a Q-State Biosciences, uma startup desenvolvida pelos professores da Universidade de Harvard, Adam E. Cohen, PhD e Kevin Eggan, PhD, que se concentra em Células-tronco e tecnologias optogenéticas.
A Q-State Biosciences está interessada em desenvolver uma técnica de alto rendimento, o que seria altamente valioso para as empresas farmacêuticas que desejam exibir rapidamente potenciais candidatos a medicamentos para a doença de Parkinson.
Documento publicado em Cell Report
O artigo, “Dopamine Induces Oscillatory Activities in Human Midbrain Neurons with Parkin Mutations,” foi publicado em 2 de maio em Cell Reports.
Zhen Yan, PhD, professor de fisiologia e biofísica, é co-autor sênior com Feng.
Ping Zhong, PhD, cientista de pesquisa, é o primeiro autor junto com Zhixing Hu, PhD, associado pós-doutorado e Houbo Jiang, PhD, cientista de pesquisa, todos no Departamento de Fisiologia e Biofísica.
O estudo foi financiado pelo NYSTEM, pelo Department of Veteran’s Affairs nos EUA e pelos Institutos Nacionais de Saúde. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medicine.
quarta-feira, 13 de julho de 2016
Descoberta de neurônios de dopamina poderá revolucionar tratamentos de Parkinson
Jul 12, 2016 - Pesquisadores da Universidade de Northwestern dizem ter identificado o sinal neuroquímico com provável falta na doença de Parkinson. Eles teriam descoberto dois tipos distintos de neurônios que entregam dopamina a uma região do cérebro importante responsável tanto movimento e comportamento de aprendizagem / recompensa.
"Tem sido dogma há décadas que todos os neurônios de dopamina estão de alguma forma envolvidos, seja no movimento e recompensa, mas isso realmente não faz sentido", disse Daniel A. Dombeck, Ph.D., autor sênior do estudo. "Agora, é tão óbvio em nossas gravações que existem diferentes tipos de neurônios. Podemos literalmente ver isso no comportamento animal. Nossas descobertas provavelmente vão ajudar a responder muitas perguntas sobre a doença de Parkinson e outros mistérios neurológicos. "
Dr. Dombeck, um professor assistente de neurobiologia na Weinberg Academia de Artes e Ciências da Universidade Northwestern, conduziu o estudo com pós-colega Mark W. Howe, Ph.D.
Os resultados fornecem uma nova estrutura para compreender o papel do sistema de dopamina no controle da circulação e aprendizagem / recompensa e como a disfunção do sistema de dopamina pode resultar numa variedade de desordens neurológicas. Antes deste estudo ("Sinalização rápida nos distintos axônios dopaminérgicos durante a locomoção e recompensa"), publicado na revista Nature, havia pouca evidência para uma rápida sinalização de dopamina ligado ao movimento no cérebro.
Os cientistas desenvolveram técnicas de imagem para ver duas populações distintas de neurônios de dopamina na região do cérebro do striatum e um transporte de sinais de controle motor e do movimento e os outros sinais de transmissão sobre a recompensa imprevisíveis. Os resultados derrubam o atual modelo de como os neurônios de dopamina influenciam o comportamento, de acordo com os pesquisadores.
"Sempre houve este paradoxo sobre como dopamina faz ambos os movimentos e comportamentos baseados em recompensa", disse Howe. "O que descobrimos é que ele faz as duas coisas e que há diferentes populações que fazem cada um. E os neurônios que fazem o movimento se preocupam com isso em uma escala de tempo muito rápida. Estas são as dinâmicas prováveis afetadas em Parkinson".
O estudo poderia fornecer informações importantes para o desenvolvimento de tratamentos mais selectivos de Parkinson, uma doença neurodegenerativa causada pela morte de neurônios dopaminérgicos. As terapias atuais concentram em substituição de todo o ambiente de dopamina no cérebro. Este estudo sugere que tratamentos futuros poderiam ser mais eficazes, visando os tipos específicos de células, regiões e prazos que parecem ser mais envolvidos no controle do movimento.
Drs. Dombeck e Howe usaram ferramentas de imagem de alta resolução de lhes permitiu observar a dinâmica do sistema de dopamina nos ratos ativos. Ao estudar os animais enquanto rodando em uma roda ou recebendo uma recompensa imprevisível na imagem os axônios dos neurônios de dopamina no estriado durante essas atividades, os cientistas foram capazes de provocar uma separação de diferentes axônios de dopamina e identificar as duas populações distintas. Eles fotografaram um par de axônios para muitas dezenas de axônios de cada vez, dependendo da experiência, para ver o que a atividade parecia. Os axônios relacionadas ao movimento e Parkinson estavam ativos quando o animal estava correndo, mas não quando o animal tinha uma recompensa.
Além disso, usando a optogenética, os pesquisadores mostraram que podem controlar o movimento de um animal por brilhar uma luz sobre os axônios de movimento geneticamente marcados, mostrando que a dopamina pode desencadear locomoção.
"Este estudo muda a forma como pensamos sobre o papel dos neurônios de dopamina em movimento", disse Raj Awatramani, Ph.D., professor associado de neurologia na Universidade Northwestern Feinberg School of Medicine, e que não estava envolvido na pesquisa. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: GenengNews.
"Tem sido dogma há décadas que todos os neurônios de dopamina estão de alguma forma envolvidos, seja no movimento e recompensa, mas isso realmente não faz sentido", disse Daniel A. Dombeck, Ph.D., autor sênior do estudo. "Agora, é tão óbvio em nossas gravações que existem diferentes tipos de neurônios. Podemos literalmente ver isso no comportamento animal. Nossas descobertas provavelmente vão ajudar a responder muitas perguntas sobre a doença de Parkinson e outros mistérios neurológicos. "
Dr. Dombeck, um professor assistente de neurobiologia na Weinberg Academia de Artes e Ciências da Universidade Northwestern, conduziu o estudo com pós-colega Mark W. Howe, Ph.D.
Os resultados fornecem uma nova estrutura para compreender o papel do sistema de dopamina no controle da circulação e aprendizagem / recompensa e como a disfunção do sistema de dopamina pode resultar numa variedade de desordens neurológicas. Antes deste estudo ("Sinalização rápida nos distintos axônios dopaminérgicos durante a locomoção e recompensa"), publicado na revista Nature, havia pouca evidência para uma rápida sinalização de dopamina ligado ao movimento no cérebro.
Os cientistas desenvolveram técnicas de imagem para ver duas populações distintas de neurônios de dopamina na região do cérebro do striatum e um transporte de sinais de controle motor e do movimento e os outros sinais de transmissão sobre a recompensa imprevisíveis. Os resultados derrubam o atual modelo de como os neurônios de dopamina influenciam o comportamento, de acordo com os pesquisadores.
"Sempre houve este paradoxo sobre como dopamina faz ambos os movimentos e comportamentos baseados em recompensa", disse Howe. "O que descobrimos é que ele faz as duas coisas e que há diferentes populações que fazem cada um. E os neurônios que fazem o movimento se preocupam com isso em uma escala de tempo muito rápida. Estas são as dinâmicas prováveis afetadas em Parkinson".
O estudo poderia fornecer informações importantes para o desenvolvimento de tratamentos mais selectivos de Parkinson, uma doença neurodegenerativa causada pela morte de neurônios dopaminérgicos. As terapias atuais concentram em substituição de todo o ambiente de dopamina no cérebro. Este estudo sugere que tratamentos futuros poderiam ser mais eficazes, visando os tipos específicos de células, regiões e prazos que parecem ser mais envolvidos no controle do movimento.
Drs. Dombeck e Howe usaram ferramentas de imagem de alta resolução de lhes permitiu observar a dinâmica do sistema de dopamina nos ratos ativos. Ao estudar os animais enquanto rodando em uma roda ou recebendo uma recompensa imprevisível na imagem os axônios dos neurônios de dopamina no estriado durante essas atividades, os cientistas foram capazes de provocar uma separação de diferentes axônios de dopamina e identificar as duas populações distintas. Eles fotografaram um par de axônios para muitas dezenas de axônios de cada vez, dependendo da experiência, para ver o que a atividade parecia. Os axônios relacionadas ao movimento e Parkinson estavam ativos quando o animal estava correndo, mas não quando o animal tinha uma recompensa.
Além disso, usando a optogenética, os pesquisadores mostraram que podem controlar o movimento de um animal por brilhar uma luz sobre os axônios de movimento geneticamente marcados, mostrando que a dopamina pode desencadear locomoção.
"Este estudo muda a forma como pensamos sobre o papel dos neurônios de dopamina em movimento", disse Raj Awatramani, Ph.D., professor associado de neurologia na Universidade Northwestern Feinberg School of Medicine, e que não estava envolvido na pesquisa. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: GenengNews.
quinta-feira, 28 de abril de 2016
Estudo mostra como os neurônios diminuem à medida que a doença se desenvolve
Atividade elétrica diminui em células muito antes dos problemas de movimento tornarem-se visíveis
April 28, 2016 - Os investigadores estão a estudar alterações nas células de Parkinson afetadas em vários estágios da doença, muito antes de quaisquer sintomas sejam evidentes. Parkinson é marcado pela degeneração e morte de células chamadas neurônios de dopamina. Esses neurônios são encontrados em uma estrutura do cérebro chamada substância negra. Os pesquisadores estudaram ratos nos quais apenas esses neurônios são afetados por uma mutação genética.
É um pensamento inquietante: Você poderia estar andando em torno de 20 anos e desenvolver a doença de Parkinson e não saber mesmo.
E uma vez que os sintomas aparecem, é tarde demais para uma cura.
E se uma terapia que tratasse as causas da doença de Parkinson, e não apenas os sintomas, poderia ser iniciada mais cedo?
Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade do Health Science Center Texas em San Antonio estão a estudar alterações nas células de Parkinson afetadas em vários estágios da doença, muito antes que quaisquer sintomas sejam evidentes. Eles descrevem as mudanças em uma edição de abril do Journal of Neuroscience.
A esperança da pesquisa é dupla: 1) obter entendimentos que possam ser usados para formular uma droga para parar a doença em um ponto no meio do caminho, e 2) aumentar o tempo para que os pacientes com Parkinson possam levar vidas saudáveis e produtivas.
Alterações ocultas
"Pela primeira vez estamos dando uma olhada no que está acontecendo na janela de tempo antes que a doença seja visível, mas enquanto as mudanças estão ocorrendo", disse o autor do estudo sênior Michael Beckstead, Ph.D., professor assistente de fisiologia e um membro do Instituto Barshop para Estudos de Envelhecimento e Longevidade no UT Health Science Center.
Parkinson é marcado pela degeneração e morte de células chamadas neurônios de dopamina. Esses neurônios são encontrados em uma estrutura do cérebro chamada substância negra. Os pesquisadores do Centro de Ciências da Saúde estudaram ratos nos quais apenas esses neurônios são afetados por uma mutação genética.
O mouse MitoPark, como é chamado, é projetado de modo que a atividade mitocondrial seja prejudicada apenas nos neurônios dopaminérgicos da substância negra. As mitocôndrias produzem energia para nossas células, e uma vez que estes ratos têm prejudicada a mitocôndria, seus neurônios de dopamina não obtém a energia de forma eficiente.
Mimetização humana do Parkinson
No início, os ratos são completamente normais, mas como semanas e meses passam, a mutação faz com que seus neurônios de dopamina tornem-se lentamente doentes e morram. "É um modelo progressivo em que essas mudanças não acontecem durante a noite", disse o Dr. Beckstead. "Isto torna-se como a doença humana, que se pensa estar algures na gama de um processo de 20 anos antes dos sintomas tornarem-se evidentes."
Em ratinhos MitoPark, os sintomas comportamentais tais como tremores começam a manifestar-se, quando os ratinhos tem cerca de 20 semanas de idade. O estudo UT Centro de Ciências da Saúde avalia o estado funcional comparando a função do neurônio dopamina em pontos de tempo antes de 6-10 semanas de idade com a função de 11-15 semanas de idade e função mais que 16 semanas.
Timeline do declínio
Com estas comparações, os pesquisadores construíram uma linha do tempo de declínio funcional nos neurônios de dopamina. Eles observaram mudanças em três categorias:
* neurônios de dopamina menores
* Redução de comunicação entre os neurônios
* Prejudicada atividade elétrica dos neurônios
"Praticamente todas as medidas declinaram nessas células", disse o Dr. Beckstead." Foi realmente notável a forma como tudo o que foi estudado mudou. Foi um declínio geral, e essas mudanças foram todas as que ocorrem antes que os animais fossem sintomáticos, antes que se pudesse detectar qualquer tipo de déficit em seu movimento".
Os ratos mais velhos começam a exibir os movimentos anormais da doença, os cientistas fizeram outra observação - a expressão do gene aumentado para aumentar a atividade elétrica nos neurônios de dopamina.
"Esta é uma ocorrência tardia no processo da doença", disse o Dr. Beckstead. "Acreditamos que as células estão a tentar compensar a atividade elétrica em declínio. Isso é provavelmente como os seres humanos são capazes de ser livres de sintomas por muito tempo quando eles têm Parkinson, embora 30 por cento ou mais de seus neurônios de dopamina já possam ter morrido."
Os resultados do estudo não vão se traduzir em uma terapia clínica a qualquer momento em breve, mas esses resultados oferecem a promessa de que um dia a raiz da doença de Parkinson possa ser compreendida e tratada.
Os tratamentos atuais para a doença de Parkinson são todos sintomáticos. Eles se concentram em melhorar os déficts de movimento e fazem com que os pacientes sintam-se mais confortáveis.
"Não temos quaisquer tratamentos agora que realmente afetem o processo da doença", disse o Dr. Beckstead. "A razão pela qual não temos qualquer tratamento é que não entendemos o que está acontecendo nos estágios iniciais da doença. Estudos como o nosso vão ajudar a preencher essas lacunas do conhecimento." Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Science Daily.
quinta-feira, 21 de abril de 2016
Mapeando os neurônios para melhorar o tratamento da doença de Parkinson
21/04/2016 - Pesquisadores do Caltech mapearam um circuito de neurônios que é responsável por comprometimento motor - como dificuldade em andar - em pacientes com doença de Parkinson.
Porque bilhões de neurônios são contidos em nosso cérebro, os circuitos neuronais que são responsáveis por controlar os nossos comportamentos são necessariamente altamente misturados. Esta teia torna mais complicada para os cientistas determinarem exatamente qual dos circuitos faz o quê. Agora, utilizando duas técnicas de laboratório em que foi pioneiro, em parte, o Caltech, os pesquisadores mapearam as vias de um conjunto de neurônios responsáveis para os tipos de deficiências motoras - tais como dificuldade em andar - encontrados em pacientes com doença de Parkinson.
Desembaraçando o emaranhado dentro de nossos cérebros
O trabalho - a partir do laboratório de Viviana Gradinaru (BS '05), professora assistente de biologia e engenharia biológica - foi publicado em 20 de abril na revista Neuron.
Em pacientes com doença de Parkinson, os distúrbios da marcha e dificuldades de equilíbrio são muitas vezes causados pela degeneração de um tipo específico de neurônios – os chamados neurónios colinérgicos - numa região do tronco cerebral chamada núcleo pedunculopontino (PPN). Os danos a essa mesma população de neurônios no PPN também estão ligados a comportamentos e transtornos baseados em recompensas, como o vício.
Anteriormente, os investigadores não tinham sido capazes de desvendar os circuitos neurais originários do PPN para compreender como ambos, os vícios e deficiências motoras de Parkinson, são modulados dentro da mesma população de células. Além disso, esta incerteza criou uma barreira para tratar esses sintomas motores. Afinal, a estimulação cerebral profunda - em que um dispositivo é inserido no cérebro para proporcionar impulsos eléctricos a uma região alvo - pode ser utilizado para corrigir a marcha e dificuldades de equilíbrio nestes pacientes, mas sem conhecer exatamente que parte do PPN que seria o alvo, o procedimento poderia levar a resultados mistos.
"Os circuitos responsáveis por controlar nossos comportamentos não estão bem alinhados, onde este lado faz locomoção e deste lado faz recompensa", diz Gradinaru, e este arranjo desordenado resulta da forma que os neurônios são estruturados. Tanto quanto uma árvore se estende até o chão com raízes longas, os neurônios são formados por um corpo celular e um axônio do tipo de uma corda longa que podem divergir e projetar em outro lugar em diferentes áreas do cérebro. Devido a esta forma, os pesquisadores perceberam que poderiam seguir as "raízes" do neurônio para uma área do cérebro menos cheia que o PPN. Isso permitiria que eles a olhassem com mais facilidade os dois comportamentos muito diferentes e como eles são implementados.
Cheng Xiao, um cientista de pesquisa sênior do Caltech e principal autor do estudo, começou mapeando as projeções dos neurônios colinérgicos no PPN de um rato usando uma técnica desenvolvida pelo laboratório Gradinaru chamado Passive CLARITY Technique, ou PACT. Nesta técnica, uma solução de produtos químicos é aplicada para o cérebro; os produtos químicos dissolvem os lípidos no tecido e tornam essa região do cérebro oticamente transparente – see-through (ver através), em outras palavras - e capaz de assumir-se marcadores fluorescentes que podem rotular diferentes tipos de neurônios. Os pesquisadores puderam então seguir o caminho dos neurônios PPN de interesse, marcados por uma proteína fluorescente, simplesmente olhando através do resto do cérebro.
Usando este método, Gradinaru e Xiao foram capazes de rastrear os axônios dos neurônios PPN como eles se estenderam em duas regiões do mesencéfalo: substantia nigra ventral, uma área de referência para a doença de Parkinson que tinha sido previamente associada com a locomoção; e a área tegmental ventral, uma região do cérebro que tinha sido previamente associada à recompensa.
Em seguida, os pesquisadores usaram uma técnica de gravação elétrica para manter o controle dos sinais enviados pelos neurônios PPN - confirmando que esses neurônios, de fato, comunicam-se com as suas estruturas a jusante associadas no mesencéfalo. Em seguida, os cientistas passaram a determinar como esta população específica de neurônios afeta o comportamento. Para fazer isso, eles usaram uma técnica que Gradinaru ajudou a desenvolver chamada optogenética, que permite que os pesquisadores manipulem atividades neurais - neste caso, por qualquer emoção ou inibir as projeções neurais PPN no mesencéfalo - usando cores diferentes de luz.
Usando a abordagem optogenética em ratos, os pesquisadores descobriram que emoção nas projeções neuronais na substantia nigra ventral iriam estimular o animal a andar em torno de seu ambiente; pelo contrário, poderiam interromper o movimento do animal inibindo estas mesmos projeções. Além disso, eles descobriram que poderiam estimular o comportamento de busca de recompensa por emoções nas projeções neuronais na área tegmental ventral, mas poderiam causar um comportamento aversivo inibindo essas projeções.
"Nossos resultados mostram que os neurônios colinérgicos do PPN de fato tem um papel no controle de ambos os comportamentos", diz Gradinaru. "Embora os neurônios sejam muito densamente embalados e misturados, estas vias são, em certa medida, dedicadas a comportamentos muito especializados." Determinar quais caminhos estão associados com tais comportamentos podem também melhorar tratamentos futuros, acrescenta.
"No passado, tinha sido difícil direcionar o tratamento para o PPN, porque os neurônios específicos associados a comportamentos diferentes são misturados na fonte – PPN. Nossos resultados mostram que você pode segmentar as projeções axoniais na substância negra para distúrbios do movimento e projeções na área tegmental ventral para distúrbios de recompensa, como é o vício", diz Gradinaru. Além disso, ela observa, essas projeções no mesencéfalo são muito mais fáceis de acessar cirurgicamente do que a sua origem no PPN.
Embora esta nova informação possa informar tratamentos clínicos para a doença de Parkinson, o PPN é apenas uma região do cérebro e há muitos exemplos mais importantes de conectividade que precisam ser explorados, diz Gradinaru. "Estes resultados destacam a necessidade de mapas funcionais e anatômicos de todo o cerebro dessas projeções neuronais de longo alcance; nós mostramos que as tecnologias de compensação de tecidos e a optogenética estão permitindo na criação desses mapas." Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medical News Today.
Porque bilhões de neurônios são contidos em nosso cérebro, os circuitos neuronais que são responsáveis por controlar os nossos comportamentos são necessariamente altamente misturados. Esta teia torna mais complicada para os cientistas determinarem exatamente qual dos circuitos faz o quê. Agora, utilizando duas técnicas de laboratório em que foi pioneiro, em parte, o Caltech, os pesquisadores mapearam as vias de um conjunto de neurônios responsáveis para os tipos de deficiências motoras - tais como dificuldade em andar - encontrados em pacientes com doença de Parkinson.
Desembaraçando o emaranhado dentro de nossos cérebros
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As diferentes cores representam percursos envolvendo diferentes células que instruem diversos comportamentos. Usando optogenética e desobstrução dos tecidos via PACT, os cientistas do Caltech poderiam extrair os caminhos específicos para locomoção e recompensa. Crédito: Ken Chan e Viviana Gradinaru Grupo no Caltech
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O trabalho - a partir do laboratório de Viviana Gradinaru (BS '05), professora assistente de biologia e engenharia biológica - foi publicado em 20 de abril na revista Neuron.
Em pacientes com doença de Parkinson, os distúrbios da marcha e dificuldades de equilíbrio são muitas vezes causados pela degeneração de um tipo específico de neurônios – os chamados neurónios colinérgicos - numa região do tronco cerebral chamada núcleo pedunculopontino (PPN). Os danos a essa mesma população de neurônios no PPN também estão ligados a comportamentos e transtornos baseados em recompensas, como o vício.
Anteriormente, os investigadores não tinham sido capazes de desvendar os circuitos neurais originários do PPN para compreender como ambos, os vícios e deficiências motoras de Parkinson, são modulados dentro da mesma população de células. Além disso, esta incerteza criou uma barreira para tratar esses sintomas motores. Afinal, a estimulação cerebral profunda - em que um dispositivo é inserido no cérebro para proporcionar impulsos eléctricos a uma região alvo - pode ser utilizado para corrigir a marcha e dificuldades de equilíbrio nestes pacientes, mas sem conhecer exatamente que parte do PPN que seria o alvo, o procedimento poderia levar a resultados mistos.
"Os circuitos responsáveis por controlar nossos comportamentos não estão bem alinhados, onde este lado faz locomoção e deste lado faz recompensa", diz Gradinaru, e este arranjo desordenado resulta da forma que os neurônios são estruturados. Tanto quanto uma árvore se estende até o chão com raízes longas, os neurônios são formados por um corpo celular e um axônio do tipo de uma corda longa que podem divergir e projetar em outro lugar em diferentes áreas do cérebro. Devido a esta forma, os pesquisadores perceberam que poderiam seguir as "raízes" do neurônio para uma área do cérebro menos cheia que o PPN. Isso permitiria que eles a olhassem com mais facilidade os dois comportamentos muito diferentes e como eles são implementados.
Cheng Xiao, um cientista de pesquisa sênior do Caltech e principal autor do estudo, começou mapeando as projeções dos neurônios colinérgicos no PPN de um rato usando uma técnica desenvolvida pelo laboratório Gradinaru chamado Passive CLARITY Technique, ou PACT. Nesta técnica, uma solução de produtos químicos é aplicada para o cérebro; os produtos químicos dissolvem os lípidos no tecido e tornam essa região do cérebro oticamente transparente – see-through (ver através), em outras palavras - e capaz de assumir-se marcadores fluorescentes que podem rotular diferentes tipos de neurônios. Os pesquisadores puderam então seguir o caminho dos neurônios PPN de interesse, marcados por uma proteína fluorescente, simplesmente olhando através do resto do cérebro.
Usando este método, Gradinaru e Xiao foram capazes de rastrear os axônios dos neurônios PPN como eles se estenderam em duas regiões do mesencéfalo: substantia nigra ventral, uma área de referência para a doença de Parkinson que tinha sido previamente associada com a locomoção; e a área tegmental ventral, uma região do cérebro que tinha sido previamente associada à recompensa.
Em seguida, os pesquisadores usaram uma técnica de gravação elétrica para manter o controle dos sinais enviados pelos neurônios PPN - confirmando que esses neurônios, de fato, comunicam-se com as suas estruturas a jusante associadas no mesencéfalo. Em seguida, os cientistas passaram a determinar como esta população específica de neurônios afeta o comportamento. Para fazer isso, eles usaram uma técnica que Gradinaru ajudou a desenvolver chamada optogenética, que permite que os pesquisadores manipulem atividades neurais - neste caso, por qualquer emoção ou inibir as projeções neurais PPN no mesencéfalo - usando cores diferentes de luz.
Usando a abordagem optogenética em ratos, os pesquisadores descobriram que emoção nas projeções neuronais na substantia nigra ventral iriam estimular o animal a andar em torno de seu ambiente; pelo contrário, poderiam interromper o movimento do animal inibindo estas mesmos projeções. Além disso, eles descobriram que poderiam estimular o comportamento de busca de recompensa por emoções nas projeções neuronais na área tegmental ventral, mas poderiam causar um comportamento aversivo inibindo essas projeções.
"Nossos resultados mostram que os neurônios colinérgicos do PPN de fato tem um papel no controle de ambos os comportamentos", diz Gradinaru. "Embora os neurônios sejam muito densamente embalados e misturados, estas vias são, em certa medida, dedicadas a comportamentos muito especializados." Determinar quais caminhos estão associados com tais comportamentos podem também melhorar tratamentos futuros, acrescenta.
"No passado, tinha sido difícil direcionar o tratamento para o PPN, porque os neurônios específicos associados a comportamentos diferentes são misturados na fonte – PPN. Nossos resultados mostram que você pode segmentar as projeções axoniais na substância negra para distúrbios do movimento e projeções na área tegmental ventral para distúrbios de recompensa, como é o vício", diz Gradinaru. Além disso, ela observa, essas projeções no mesencéfalo são muito mais fáceis de acessar cirurgicamente do que a sua origem no PPN.
Embora esta nova informação possa informar tratamentos clínicos para a doença de Parkinson, o PPN é apenas uma região do cérebro e há muitos exemplos mais importantes de conectividade que precisam ser explorados, diz Gradinaru. "Estes resultados destacam a necessidade de mapas funcionais e anatômicos de todo o cerebro dessas projeções neuronais de longo alcance; nós mostramos que as tecnologias de compensação de tecidos e a optogenética estão permitindo na criação desses mapas." Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medical News Today.
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