16 de agosto de 2018  | por Caius Lucilius  com Beatriz Bittencourt e assessoria do CNPEM, publicado no site do HC Unicamp

Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas, conseguiram obter pela primeira vez imagens tridimensionais em alta resolução de parte do circuito neural, observado diretamente no cérebro e com resolução celular. Os resultados são temas de um artigo na revista Nature Scientific Reports, publicado nesta segunda feira. O Jornal Nacional da TV Globo trouxe o assunto na edição do dia 13, com a participação da professora Iscia Lopes Cendes do Departamento de Genética Médica da FCM.

Dentro do cérebro há uma rede de comunicação celular cheia de ramificações, com conexões específicas e dinâmicas que regulam todas as funções do nosso corpo. Pela primeira vez, pesquisadores conseguiram visualizar parte desses circuitos de neurônios em atividade e como eles são afetados pela epilepsia. Um grande avanço para entender melhor como funciona o cérebro e suas conexões.

Os experimentos aconteceram com a microtomografia por raios X baseada em síncrotron associada a um protocolo de coloração de neurônios com mercúrio provou ser um eficiente ferramenta não destrutiva para o estudo do sistema nervoso. Diferentemente de outras técnicas ópticas 3D, a abordagem dos pesquisadores do CNPEM não requer o corte ou a limpeza do tecido, e permite a investigação de várias células dentro de uma região do cérebro.

O mapeamento de redes neurais a partir de tecidos intactos pode alavancar os estudos buscam soluções para doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento. O trabalho desenvolvido no CNPEM apresenta, por exemplo, pela primeira vez em 3D a morte neuronal em um modelo animal de epilepsia.

De acordo com a professora Iscia Cendes uma das dificuldades para tratar não só a epilepsia, como outras doenças neurológicas, é a complexidade do cérebro. “Sem sombra de dúvida é o órgão mais complexo que existe no organismo humano e é ainda um órgão, comparado com outros, relativamente desconhecido. Porque ele é de difícil acesso”, afirma Iscia Lopes Cendes.

Iscia Cendes destaca que a pesquisa do CNPEM é um avanço para a medicina e vai ajudar a entender melhor essa arquitetura tridimensional do cérebro e como os neurônios se organizam e estão se ligando uns aos outros. ” No caso da epilepsia, essa descoberta pode ampliar os detalhes de regiões cerebrais hiperexcitáveis em que uma regulação das descargas elétricas é muito fina e delicada”, explica.

A pesquisadora da FCM esclarece que a epilepsia se resume a descargas elétricas anormais, com mais células envolvidas que desencadeiam uma crise.

Qualquer um de nós pode ter uma crise se tiver um estímulo como uma batida na cabeça ou a ingestão de drogas por exemplo. [Todavia, há formas diferentes de epilepsia]. Algumas são mais benignas e podem desaparecer quando o indivíduo crescer. Já outras formas são lesões no cérebro que podem ser operadas cirurgicamente.

De acordo a geneticista ainda sobre a epilepsia existem algumas formas que estão em regiões “nobres” do cérebro que não se pode operar, já que o dano seria maior e a melhor conduta médica é o tratamento com medicamentos e muito casos são controlados. “Em outras situações nem medicamentos conseguem controlar”, comenta.

“Se a gente quer procurar curas para as doenças, primeiro a gente tem que entender exatamente como elas funcionam”, explica o pesquisador do CNPEM Matheus de Castro Fonseca, um dos autores da pesquisa. Embora a técnica tenha sido usada para visualizar a região do cérebro que desencadeia a epilepsia, ela também abre novas perspectivas para entender como ocorre a morte de neurônios, que provoca doenças como Parkinson e Alzheimer.

Segundo Matheus de Castro Fonseca  conseguindo quantificar essas células morrendo ao longo do processo de neurodegeneração será possível acompanhar a progressão da doença e saber exatamente qual região do cérebro é afetada pela morte dessas células. “Talvez no futuro, eu consiga controlar essa morte neuronal”, diz.

O artigo é ilustrado com imagens do circuito neural de um camundongo. Para cada neurônio foram registradas 2048 imagens e o processamento permite observar os pontos de conectividade e a morfologia detalhada dos tecidos. A combinação dos registros também gerou vídeos com observação em todos os ângulos.

Os pesquisadores do CNPEM trabalham agora para estender a técnica a modelos animais de doença de Parkinson. A intenção é compreender melhor os mecanismos celulares envolvidos no surgimento e na progressão da doença. No futuro, a partir da inauguração do novo acelerador de elétrons brasileiro, o Sirius, os pesquisadores acreditam que será possível a obtenção de imagens no nível subcelular – no interior dos neurônios.