Como os neurônios acompanham o fluxo ao migrar pelo cérebro

Os pesquisadores descobriram como os neurônios recém-criados dependem do fluxo sanguíneo no cérebro adulto para viajar do local de origem até o local final. O estudo em ratos, publicado hoje em e-Vidaé descrito pelos editores como fundamental.

Eles dizem que isso fornece evidências convincentes de que os novos neurônios da corrente migratória rostral (RMS) estão situados próximo aos vasos sanguíneos e que sua velocidade de deslocamento através do cérebro está relacionada ao fluxo sanguíneo. O estudo também sugere que o “hormônio da fome”, grelina, normalmente conhecido por estimular o apetite, desempenha um papel na velocidade de migração dos neurônios.

As descobertas abrem caminhos para explorar fatores desconhecidos envolvidos na migração celular dependente do fluxo sanguíneo, o que poderia contribuir para o desenvolvimento de novas terapias para doenças neurológicas.

Quando os neurónios são criados no cérebro, eles viajam – ou migram – do seu local de origem para onde são necessários. Vários neurônios e outros tipos de células migram ao longo dos vasos sanguíneos, levantando a possibilidade de que o fluxo sanguíneo influencie a migração. Neste estudo, os pesquisadores analisaram os neurônios RMS, que se originam da zona subventricular (SVZ) no cérebro e migram através da corrente migratória rostral até o bulbo olfatório – uma região responsável pelo processamento de cheiros.

“Já foi demonstrado que os vasos sanguíneos atuam como ‘andaimes’ físicos nas rotas migratórias de novos neurônios, mas ainda não se sabe se o fluxo sanguíneo afeta diretamente a migração”, diz Takashi Ogino, professor assistente do Departamento de Neurobiologia do Desenvolvimento e Regenerativa, Escola de Pós-Graduação em Ciências Médicas da Universidade da Cidade de Nagoya, Japão. Ogino é coautor do estudo ao lado de Akari Saito, estudante de pós-graduação do mesmo departamento.

Estudos anteriores revelaram que os neurônios derivados de SVZ migram ao longo dos vasos sanguíneos no RMS e na camada de células granulares (GCL), mas as interações entre os neurônios e os vasos ao longo de toda a rota de migração são menos claras. Assim, Ogino, Saito e colegas começaram estudando a migração neuronal guiada por vasos sanguíneos no RMS e no bulbo olfatório usando imagens 3D em camundongos adultos com idades entre 6 e 12 semanas. Isso lhes permitiu analisar a relação espacial entre novos neurônios e vasos sanguíneos.

“Essas experiências confirmaram que os neurônios recém-nascidos no RMS, GCL e outras regiões frequentemente usam vasos sanguíneos como estruturas de migração”, explica Ogino. “Além disso, vimos relações espaciais estreitas entre os neurônios e os vasos sanguíneos, indicando que os neurônios migram ao longo dos vasos durante todo o percurso e que seu movimento pode ser influenciado pelo fluxo sanguíneo”.

Para examinar isso mais detalhadamente, a equipe registrou o fluxo de novos neurônios e glóbulos vermelhos usando microscopia de varredura a laser de dois fótons. Eles descobriram que a velocidade máxima de migração era significativamente maior para neurônios que migravam ao longo de vasos de alto fluxo do que para aqueles em vasos de baixo fluxo, sugerindo que a migração é promovida em regiões com fluxo sanguíneo abundante.

Em estudos posteriores, a equipe concentrou-se no hormônio grelina, que pode ser transportado da corrente sanguínea para o bulbo olfatório e outras áreas do cérebro através das paredes vasculares. Eles aplicaram grelina marcada com fluorescência na corrente sanguínea de camundongos e observaram que ela se acumulava nas células endoteliais vasculares – as células que formam o revestimento dos vasos sanguíneos – e no tecido parenquimatoso do RMS e do bulbo olfatório. Isto indica que a grelina derivada do sangue atravessa a parede vascular para o tecido funcional do cérebro (parênquima cerebral) e é entregue a novos neurônios.

Eles também notaram que a sinalização da grelina promoveu a translocação somal – o processo pelo qual o corpo celular (soma) estende a mão para levar o neurônio à sua localização final – ativando a contração do citoesqueleto de actina na parte traseira do soma celular.

A equipe examinou então se a restrição calórica, que aumenta os níveis de grelina no sangue, afeta a migração neuronal. Eles restringiram a ingestão calórica de camundongos e descobriram que isso promovia a migração dos neurônios do bulbo olfatório.

“Juntos, esses experimentos sugerem que o fluxo sanguíneo promove a migração dos neurônios do bulbo olfatório durante a fome através da sinalização da grelina, e isso, por sua vez, aumenta o número de neurônios maduros no bulbo olfatório”, diz o co-primeiro autor Saito. “Este pode ser um mecanismo chave que melhora a função olfativa para farejar comida quando estamos com fome”.

Os autores acrescentam que a migração neuronal pode ser influenciada pelo fluxo sanguíneo em condições patológicas, bem como pelas condições utilizadas no seu estudo.

“É possível que o sangue contenha outros fatores além da grelina que sejam benéficos para a migração neuronal”, diz o autor sênior Kazunobu Sawamoto, professor do Departamento de Neurobiologia Regenerativa e do Desenvolvimento da Escola de Pós-Graduação em Ciências Médicas da Universidade da Cidade de Nagoya. “Portanto, são necessários mais estudos para identificar estes e outros fatores no mecanismo de migração celular dependente do fluxo sanguíneo. Isto poderia levar ao desenvolvimento de novas terapias baseadas no fluxo sanguíneo para condições neurológicas, como acidente vascular cerebral e demência vascular”.