Quando ratos de laboratório sofrem danos cerebrais, por exemplo, devido a injeções, John Deussing observa repetidamente a mesma resposta. Um grupo especial de células aparece ao redor da área danificada e é ativado. Embora Deussing, líder da equipe de pesquisa e neurobiólogo experiente, tenha observado esse fenômeno muitas vezes, ele não sabia exatamente que tipo de célula estava envolvida.
O mistério tornou-se uma questão de pesquisa ideal para um estudante de pós-graduação. Clemens Reyes, que havia ingressado recentemente no Instituto Max Planck de Psiquiatria para um estágio próximo ao final do curso de biologia, aceitou o desafio.
Identificação de células cerebrais regenerativas
Usando um modelo de rato, Ries testou sistematicamente marcadores para todos os tipos de células conhecidos. Apenas um deles respondeu: um marcador de células progenitoras de oligodendrócitos (OPCs).
Essas células progenitoras podem amadurecer em oligodendrócitos, que produzem a bainha de mielina ao redor dos axônios. Axônios são extensões de células nervosas que permitem que os neurônios se comuniquem entre si. A mielina atua como um material isolante ao redor de um cabo elétrico. Ele apoia a transmissão eficiente de informações ao longo dos axônios e também ajuda a fornecer nutrientes, tornando-o vital para o funcionamento saudável do cérebro.
Danos à mielina podem ter consequências graves. Em doenças autoimunes como a EM, a camada protetora é perdida. Lesões físicas também podem danificar a mielina e, em casos graves, os danos resultantes podem levar à morte de neurônios inteiros. Portanto, restaurar a mielina ao redor dos axônios danificados é uma parte importante da resposta do cérebro à lesão.
Um surpreendente hormônio do estresse aparece após uma lesão
Reiss estudou inicialmente as células recém-identificadas para sua tese de mestrado. “O tema continuou tão instigante que virou minha tese de doutorado”, diz a bióloga.
Sua pesquisa subsequente mostrou que essas células progenitoras proliferaram dramaticamente nas bordas das lesões cerebrais. Então, a maioria deles continua a amadurecer e eventualmente se torna oligodendrócitos capazes de produzir nova mielina.
Mas Ries e Deussing também descobriram algo que não era conhecido anteriormente. Perto do tecido danificado, cerca de um terço dos OPCs ativam o hormônio liberador de corticotropina (CRH), um hormônio que desempenha um papel central na regulação da resposta do corpo ao estresse. Os pesquisadores não sabiam anteriormente que os OPCs poderiam produzir neuropeptídeos como o CRH. Essas descobertas são agora publicadas na famosa revista Relatórios de células.
A resposta do CRH tem início notavelmente rápido. A produção pode ser detectada apenas algumas horas após a lesão, mas desliga novamente após aproximadamente três dias. Esta explosão curta e rápida sugere que o CRH tem uma função importante nos estágios iniciais da resposta terapêutica.
CRH ajuda a controlar o tempo de reparação da mielina
Um dos dois receptores conhecidos para CRH também parece ser central neste processo. O receptor 1 de CRH está presente em uma população diferente de OPCs e permite que essas células respondam ao CRH liberado.
Quando o CRHR1 está ausente, os OPCs proliferam mais rapidamente após a lesão. No entanto, este aumento inicial não se traduz numa melhor reparação. Finalmente, menos oligodendrócitos maduros são produzidos e permanecem.
As descobertas sugerem que o CRH ajuda a regular o tempo de maturação do OPC. Este tempo parece ser necessário para a geração de oligodendrócitos maduros suficientes para a recuperação adequada da bainha de mielina danificada.
Este mesmo sistema molda o cérebro em desenvolvimento
Os OPCs não são importantes apenas após uma lesão. Eles também desempenham um papel importante na construção da mielina à medida que o cérebro amadurece. A maior parte dessa mielinização ocorre após o nascimento e continua até a idade adulta.
Como o receptor CRH 1 é encontrado nos OPCs mesmo quando não há danos, Ries e Deussing começaram a se perguntar se esse receptor também poderia afetar a mielinização durante o desenvolvimento normal do cérebro. Em colaboração com outros investigadores, examinaram a formação de mielina em modelos adicionais de ratos, utilizando vários métodos diferentes.
Eles descobriram que os ratos sem o receptor CRH 1 produziram mais OPCs nos estágios iniciais de desenvolvimento. Estas alterações não desapareceram com a idade. Em vez disso, tiveram efeitos duradouros na estrutura cerebral.
Nos cérebros adultos, os investigadores identificaram alterações na mielina que poderiam ser atribuídas a bainhas de mielina mais espessas, particularmente em torno de axónios finos. Os resultados mostram que o receptor CRH 1 nas OPCs desempenha um papel importante não apenas na reparação da mielina após a lesão, mas também na regulação do desenvolvimento da mielina.
De onde vem o CRH durante o desenvolvimento?
Após uma lesão, os próprios OPCs respondem produzindo e liberando CRH. O desenvolvimento do cérebro levanta uma questão diferente: de onde vem o hormônio do estresse quando o cérebro amadurece naturalmente?
Os cientistas sugerem que os neurônios podem fornecer a resposta. A hipótese deles é que os neurônios em crescimento liberam CRH, o que afeta a proliferação de OPCs e sua maturação em oligodendrócitos que produzem mielina.
Possível relação com depressão e estresse
Sabe-se agora que os neurônios liberam CRH, especialmente sob condições estressantes. O estresse vivenciado durante o desenvolvimento da primeira infância também é conhecido como fator de risco para transtornos psiquiátricos.
Os novos resultados levantam, portanto, a possibilidade de que o sistema CRH operando nos OPCs possa ter implicações mais amplas para a saúde mental.
“Nossas descobertas atuais sugerem que em transtornos psiquiátricos relacionados ao estresse, como a depressão, o sistema CRH nos OPCs pode desempenhar um papel maior do que o anteriormente reconhecido”, diz Deussing.
Se pesquisas futuras confirmarem e expandirem essa conexão, a compreensão de como a sinalização do CRH afeta os OPCs, a formação de mielina e o desenvolvimento do cérebro poderá, em última análise, apontar para abordagens terapêuticas inteiramente novas.
