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A nutrição, como parte impactante do estado fisiológico de um organismo, parece se estender a todas as fases da vida. O desenvolvimento neural, incluindo o crescimento de dendritos e axônios, é conhecido por ser metabolicamente exigente, mas pouco se sabe sobre como nutrientes específicos afetam o desenvolvimento neuronal.
Uma equipe de pesquisadores da Escola de Pós-Graduação em Bioestudos da Universidade de Kyoto descobriu agora que os mecanismos reguladores do desenvolvimento neuronal dependente de nutrientes podem ser explorados no nível molecular com modelos apropriados.
“Um desses modelos é o Drosophila C4da – ou arborização dendrítica classe IV – neurônio localizado nas larvas das moscas da fruta”, diz o principal autor Yukako Hattori.
Os dendritos dos neurônios C4da – localizados entre a epiderme e os músculos da parede do corpo – detectam estímulos térmicos, mecânicos e luminosos nocivos, transmitindo posteriormente informações ao sistema nervoso central para desencadear comportamentos de evitação.
“O crescimento desses dendritos é controlado pelo ambiente de maneiras inesperadas e se torna mais complexo. Ou seja, uma dieta pobre e com baixo teor de fermento causa hiperarborização de dendritos”, acrescenta o primeiro autor Yasutetsu Kanaoka.
Após uma busca sistemática por nutrientes essenciais, a equipe descobriu que o fenótipo de hiperarborização não era causado por baixas concentrações de aminoácidos – nutrientes típicos de leveduras – mas sim por uma deficiência simultânea de vitaminas, íons metálicos e colesterol.
Essa deficiência aumenta a produção de moléculas de sinalização Wingless do músculo da parede do corpo. Depois que o Wingless é recebido pelos neurônios C4da, ele ativa uma proteína chamada Akt, que promove a ramificação complexa dos dendritos.
“Embora esse crescimento excessivo de neurônios C4da, apesar de um ambiente pobre em nutrientes, seja contra-intuitivo, ficamos ainda mais intrigados com o fato de esses neurônios se tornarem menos responsivos aos estímulos nocivos da luz”, reflete Tadashi Uemura.
“Nosso estudo levanta a possibilidade de que o desenvolvimento dependente de nutrientes dos neurônios somatossensoriais desempenhe um papel na otimização de um compromisso entre a busca por alimentos ricos em nutrientes e a fuga de ameaças ambientais nocivas”.
Usando sistemas knockdown específicos do tipo de célula – um método estabelecido para inibir funções de genes específicos de uma maneira específica da célula – a equipe identificou a sinalização entre órgãos que regula o fenótipo de hiperarborização.
“Ao focar no mecanismo pelo qual a informação nutricional é transmitida do intestino para o músculo, podemos desvendar o mistério molecular que liga alimentação e saúde”.
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