Alterações ultraestruturais no tecido cerebral promovem processos inflamatórios

São 7 horas da manhã, o despertador toca – você abre os olhos, põe as pernas para fora da cama, dá uma palestra no trabalho, joga uma partida de tênis à noite. Bilhões de células nervosas que compõem a massa cinzenta em nosso cérebro nos permitem realizar essas diferentes tarefas. Eles estão interconectados milhões de vezes por fibras nervosas que correm mais profundamente no cérebro, chamadas axônios. Muitos desses axônios são envolvidos por uma “fita isolante” celular.

A capa isolante é feita de mielina, uma substância rica em lipídios que reveste os axônios em até 150 camadas. Juntos, os axônios e a mielina formam o que é conhecido como substância branca. Em intervalos regulares, as bainhas de mielina têm uma pequena lacuna chamada nodo de Ranvier. Quando um sinal é transmitido de uma célula para outra por meio de um impulso nervoso elétrico, ele literalmente salta de um nódulo para o seguinte. Isso acelera a comunicação nos axônios mielinizados em 100 vezes.

A substância branca, no entanto, é mais do que uma “coleção de cabos” bem classificada e com isolamento ideal. Ajuda com vários processos diferentes no cérebro, como aprendizado, memória ou habilidades sociais. Se esse tecido for danificado, doenças como a esclerose múltipla podem se desenvolver. Na EM, que afeta até 280.000 pessoas somente na Alemanha, a camada de mielina ao redor dos axônios é danificada ou destruída. Essas lesões, combinadas com reações inflamatórias, podem ser detectadas por técnicas de imagem.

No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como as alterações nos axônios e na mielina no nível subcelular estão relacionadas aos processos inflamatórios. Pesquisadores liderados por Wiebke Möbius no Instituto Max Planck (MPI) para Ciências Multidisciplinares em Göttingen e Inge Huitinga no Instituto Holandês de Neurociências em Amsterdã (Holanda) descobriram agora que a estrutura fina – chamada ultraestrutura – da substância branca aparentemente normal em pacientes com esclerose múltipla já está alterada, antes mesmo de aparecerem os primeiros focos de inflamação. Sua pesquisa é publicada na revista Anais de Neurologia.

Qualidade das amostras de mielina decisiva

“As áreas que podem ser críticas para a doença de MS só podem ser estudadas no nível ultraestrutural usando microscopia eletrônica”, diz Möbius. No entanto, ela acrescenta, as estruturas do tecido são frequentemente danificadas nos métodos convencionais de preparação devido à fixação e incorporação química.

“Isso é especialmente verdadeiro para a mielina sensível. O grande desafio para nós, portanto, foi preservar as estruturas na amostra de tecido melhor do que antes. Para fazer isso, otimizamos o método de fixação das amostras em particular”, explica o chefe da Unidade de Microscopia Eletrônica do Campus Municipal do MPI.

Para seus experimentos, os cientistas usaram amostras de tecido do Banco de Cérebros da Holanda. Estes vieram de pacientes com esclerose múltipla que concordaram durante a vida em doar seus cérebros post-mortem para pesquisas e registros médicos.

Como a equipe mostrou, na substância branca de aparência normal de pacientes com esclerose múltipla, as bainhas de mielina são visivelmente alteradas e a mielina é menos compacta. Os nodos de Ranvier também estão desorganizados. Além dessas mudanças estruturais, os pesquisadores encontraram marcadores celulares de inflamação no tecido aparentemente normal: linfócitos T e células imunes ativadas do cérebro chamadas células microgliais.

Por último, mas não menos importante, a densidade das mitocôndrias – os geradores de energia da célula – aumentou consideravelmente nos processos das células nervosas, sugerindo que a comunicação entre as células nervosas requer mais energia do que em pessoas saudáveis. Aletta van den Bosch, do grupo holandês, explica: “As mitocôndrias não apenas produzem energia vital, mas também muitos subprodutos, como radicais de oxigênio. Suspeitamos que isso possa aumentar os danos à mielina.”

Möbius acrescenta: “Podemos ver claramente que na EM, as alterações ultraestruturais na substância branca estão relacionadas à inflamação crônica no cérebro. Ambas as anormalidades patológicas podem contribuir para a progressão da doença. O fato de que a ultraestrutura da mielina agora pode ser preservada em tal qualidade para estudos sob o microscópio eletrônico, espera-se que forneça mais novos insights.”