Em caso de lesões e infecções no cérebro, as células gliais circundantes asseguram a preservação das células nervosas sensíveis e a prevenção de danos nervosos desenfreados. Uma equipa de investigação na Charité – Universitätsmedizin Berlin pôde agora mostrar a importância da reorganização de andaimes e estruturas de membrana nas células glial neste processo. As descobertas, agora descritas na revista Nature Communications*, lançam luz sobre um novo mecanismo de protecção celular através do qual o cérebro poderia contrariar activamente cursos graves de doenças neurológicas.
O sistema nervoso é particularmente sensível aos danos, uma vez que as células nervosas que morreram não podem ser renovadas. Portanto, especialmente no cérebro, as diferentes células têm de trabalhar em conjunto de forma coordenada para limitar os danos após lesões e infecções, por exemplo, e para permitir a cura. As chamadas astrocitos, as células gliais mais comuns no sistema nervoso central, desempenham um papel central na protecção do tecido circundante. O seu programa de protecção – chamado astrogliose reactiva – apoia a formação de cicatrizes e assim ajuda a prevenir a propagação da inflamação e a limitar os danos dos tecidos. Ao mesmo tempo, os astrocitos podem assegurar a sobrevivência dos neurónios na proximidade imediata de lesões tecidulares e apoiar o realinhamento das redes neuronais. Os cientistas da Charité elucidaram agora um novo mecanismo de como estes processos decorrem e são coordenados nos astrocitos.
“Conseguimos mostrar pela primeira vez que a drebrina proteica controla a astrogliose nas lesões cerebrais”, diz a Prof. Dra. Britta Eickholt, Directora do Instituto de Bioquímica e Biologia Molecular da Charité e chefe do estudo. “O Drebrin é necessário para que as astrocitos formem cicatrizes como um colectivo e protejam o tecido circundante”. Os investigadores conseguiram desligar a drebrin em astrocitos – e recriar o seu papel nas lesões cerebrais em modelos animais. Investigaram as alterações celulares utilizando microscopia electrónica e microscopia de luz de alta resolução no cérebro – bem como em tempo real em astrocitos isolados em cultura celular. “A perda de drebrin leva a uma supressão da activação normal dos astrócitos”, explica o Prof. Eickholt. “Pelo contrário, em vez de reagirem de forma protectora, estas astrocitos perdem de facto a sua função por completo e desistem da sua identidade celular”. As lesões que são realmente inofensivas propagam-se assim sem a cicatriz protectora e cada vez mais células nervosas morrem.
Para permitir esta cicatrização, Drebrin controla a reorganização do citoesqueleto de actina, um andaime de estabilização mecânica, em astrocitos. Desta forma, a formação de tubos de membrana longa – os chamados endossomas tubulares – é também influenciada. Estes servem para receber, classificar e redistribuir os receptores de superfície e são necessários para as contramedidas de protecção dos astrocitos. “As nossas descobertas mostram assim como Drebrin controla as funções fundamentais dos astrocitos na defesa contra as influências nocivas através da alteração dinâmica do citoesqueleto e das estruturas das membranas”, resume o Prof. Eickholt. “Em particular, os tubos de membrana que são criados neste processo não foram antes descritos nesta forma em astrocitos cultivados ou no cérebro”.
“O seu papel como regulador do citoesqueleto sugere que a drebrina pode ser um potencial factor de risco para doenças neurológicas graves, bem como para outras doenças, porque a perda da proteína em astrocitos pode causar alterações muito semelhantes”, acrescenta o Prof. “Também é possível que indivíduos afectados com defeitos genéticos de Drebrin – comparáveis ao modelo animal – sejam completamente discretos até que o stress celular, toxinas ambientais ou doenças desencadeiem a sua expressão”. As investigações sobre amostras de pacientes irão agora esclarecer até que ponto a drebrin também desempenha um papel noutras doenças, tais como a doença de Alzheimer.
*Schiweck J et al. Drebrin controla a formação de cicatrizes e a reactividade dos astrocitos sobre lesões cerebrais traumáticas regulando o tráfico de membranas. Nat Commun (2021), doi: 10.1038/s41467-021-21662-x.
Publicação original:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21662-x
