Quando ratos de laboratório sofrem danos cerebrais, por exemplo, devido a uma injeção, Jan Duesing nota a mesma reação repetidamente. Um grupo especial de células aparece ao redor da área danificada e torna-se ativo. Embora Dusing, líder do grupo de pesquisa e neurobiólogo experiente, tenha observado esse fenômeno muitas vezes, ele não sabia exatamente que tipos de células estavam envolvidas.
O mistério tornou-se uma questão de pesquisa ideal para um estudante de mestrado. Clemens Reis, que havia ingressado recentemente no Instituto Max Planck de Psiquiatria para um estágio quando se aproximava do final do curso de biologia, aceitou o desafio.
Identificando células de reparo cerebral
Usando modelos de camundongos, Rees testou sistematicamente marcadores para todos os tipos de células conhecidos. Apenas um respondeu: marcadores para células progenitoras de oligodendrócitos (OPCs).
Essas células precursoras podem amadurecer em oligodendrócitos, que formam a bainha de mielina ao redor do axônio. Axônios são extensões de células nervosas que permitem que os neurônios se comuniquem entre si. A mielina atua como o material de isolamento ao redor de um cabo elétrico. Ele suporta a transmissão eficiente de informações ao longo dos axônios e também ajuda a fornecer nutrientes, o que o torna importante para o funcionamento saudável do cérebro.
Os danos à mielina podem ter consequências graves. Em doenças autoimunes como a esclerose múltipla (EM), a camada protetora se rompe. Lesões físicas também podem danificar a mielina e, em casos graves, os danos resultantes podem levar à morte de neurônios inteiros. A restauração da mielina ao redor dos axônios afetados é, portanto, uma parte importante da resposta do cérebro à lesão.
Um surpreendente hormônio do estresse aparece após uma lesão
Reese inicialmente estudou as células recém-identificadas para sua tese de mestrado. “O tema foi tão instigante que virou minha tese de doutorado”, diz a bióloga.
A sua investigação subsequente mostrou que estas células precursoras proliferam dramaticamente em torno das bordas das lesões cerebrais. A maioria continua a amadurecer, tornando-se eventualmente oligodendrócitos capazes de produzir nova mielina.
Mas Reese e Duesing também descobriram algo que não era conhecido antes. 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. As descobertas foram publicadas na renomada revista relatório de célula.
A resposta do CRH começa notavelmente rapidamente. A produção pode ser detectada algumas horas após a lesão, mas para novamente após cerca de três dias. Esta explosão curta e rápida sugere que o CRH tem uma função importante durante os estágios iniciais da resposta ao tratamento.
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 distinta 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, esse aumento inicial não se traduz numa melhor reparação. Em última análise, oligodendrócitos menos maduros são gerados e persistem.
As descobertas indicam que o CRH ajuda a regular o tempo de maturação do OPC. Esse tempo parece ser necessário para a produção de oligodendrócitos maduros suficientes para restaurar adequadamente a bainha de mielina danificada.
O mesmo sistema molda o cérebro em desenvolvimento
Os OPCs não são importantes apenas após uma lesão. Eles também desempenham um papel importante na formação de mielina à medida que o cérebro amadurece. A maior parte dessa mielinização ocorre após o nascimento e continua até a puberdade.
Como o receptor CRH 1 é encontrado nos OPCs mesmo quando não há lesão, Rees e Duesing começaram a se perguntar se o receptor também poderia influenciar a mielinização durante o desenvolvimento normal do cérebro. Trabalhando com outros pesquisadores, ele examinou a formação de mielina em modelos adicionais de camundongos usando vários métodos diferentes.
Eles descobriram que os ratos sem o receptor 1 de CRH produziram mais OPCs durante os estágios iniciais de desenvolvimento. Essas mudanças não terminam com a idade. Em vez disso, tiveram efeitos duradouros na estrutura cerebral.
Em cérebros adultos, os investigadores detectaram alterações na mielinização, que poderiam ser detectadas em bainhas de mielina espessadas, especialmente em torno de axónios mais finos. Os resultados mostram que o receptor CRH 1 nas OPCs não apenas desempenha um papel importante no reparo da mielina após a lesão, mas também regula o desenvolvimento da mielina.
De onde vem o CRH durante o desenvolvimento?
Após a lesão, os OPCs respondem produzindo e liberando eles próprios o CRH. O desenvolvimento do cérebro levanta uma questão diferente: de onde vêm os hormônios do estresse quando o cérebro está amadurecendo normalmente?
Os cientistas propõem que os neurônios podem fornecer a resposta. A sua hipótese é que os neurónios em desenvolvimento libertam CRH, o que influencia tanto a multiplicação dos OPCs como a sua maturação em oligodendrócitos que produzem mielina.
Possível ligação entre depressão e estresse
Já se sabe que os neurônios liberam CRH, especialmente durante situações estressantes. O estresse vivenciado durante o desenvolvimento na primeira infância também é reconhecido como um fator de risco para transtornos psiquiátricos.
Os novos resultados levantam, portanto, a possibilidade de que os mecanismos CRH que atuam nos OPCs possam ter efeitos mais amplos na saúde mental.
“Nossas descobertas atuais sugerem que em transtornos mentais associados ao estresse, como a depressão, o sistema CRH no OPC pode desempenhar um papel maior do que o anteriormente conhecido”, especulou Dusing.
Se pesquisas futuras confirmarem e expandirem essa relação, 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.
