Os cientistas identificam uma nova rede nanotubular dendrítica no cérebro que pode contribuir para a doença de Alzheimer

Os neurônios no cérebro se comunicam através de sinapses – pontos de conexão que permitem a passagem de sinais elétricos e químicos. Nas células não neuronais, as conexões célula a célula direta ocorrem com a assistência de estruturas de nanotubos. Em particular, os nanotubos de tunelamento (TNT) exibiram troca de material em alguns tipos de células. Esses TNTs foram documentados em neurônios dissociados no cérebro, mas sua presença e função nos neurônios cerebrais maduros não foram claros.

Agora, um grupo de cientistas identificou um novo tipo de nanotubo que parece estar atuando como uma espécie de ponte, transportando materiais entre dendritos – as projeções ramificadas nos neurônios. O estudo, publicado em Ciênciadescreve o que o grupo chama de “nanotubos dendríticos” ou DNTs e seu possível relacionamento com o acúmulo do peptídeo amilóide-beta (Aβ), que é visto com a doença de Alzheimer.

Os DNTs foram identificados pela primeira vez no tecido cerebral humano e de camundongo usando microscopia de super -resolução (DSRRF) e microscopia eletrônica. Os DNTs ricos em actina foram vistos conectando os dendritos no córtex de camundongo e humano. Para distinguir DNTs de outras estruturas dendríticas, a equipe usou uma análise especializada em imagem e aprendizado de máquina.

“Uma classificação baseada em aprendizado de máquina confirmou que sua forma era distinta da das estruturas sinápticas. Nos neurônios cultivados, observamos esses nanotubos se formando dinamicamente e confirmamos que possuíam uma estrutura interna distinta, diferenciando -os de outras extensões neuronais”, escrevem os autores do estudo.

Esses nanotubos também se comportaram de maneira diferente dos TNTs mais conhecidos. Os DNTs não exibiram o comportamento de tunelamento que os TNTs usam para transportar materiais. Em vez disso, as extremidades foram fechadas, ganhando assim um nome ligeiramente diferente. Ainda assim, os DNTs transportaram materiais de transporte, como íons de cálcio e pequenas moléculas.

Os pesquisadores queriam determinar se esses nanotubos transportariam amilóide-beta para avaliar se eram capazes de contribuir para o início ou a progressão da doença de Alzheimer. Para fazer isso, eles inseriram amilóide-beta em um neurônio em uma das fatias do cérebro de camundongo. Eles descobriram que os DNTs espalham os peptídeos amilóides-beta nos neurônios circundantes. Para afirmar que os DNTs eram responsáveis ​​pela propagação, eles inibiram a formação de nanotubos, que então diminuiu a propagação de amilóide-beta.

A equipe realizou modelos computacionais para avaliar o impacto da transferência de amilóide-beta. Eles descobriram que a densidade de DNT aumenta antes da formação de placas amilóides nos camundongos modelo de Alzheimer, sugerindo um papel na doença precoce.

“We found that the nanotube network was significantly altered early in the disease, even before the formation of amyloid plaques, a hallmark of AD. Our computational model supported these findings, predicting that overactivation in the nanotube network could accelerate the toxic accumulation of amyloid in specific neurons, thereby providing a mechanistic link between nanotube alterations and the progression of AD pathology,” they explain.

Ainda assim, muito é desconhecido sobre essas novas estruturas. Trabalho futuro pode ajudar a determinar quais outros papéis eles podem desempenhar na função e doença cerebral. Este trabalho oferece algumas novas idéias valiosas sobre como a doença de Alzheimer pode se espalhar no nível celular, abrindo avenidas para intervenção precoce quando melhor compreendido.

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