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Os cientistas sabem há anos que uma rede de vasos sanguíneos nutre as células da retina que nos permitem ver – mas é um mistério como esta intrincada estrutura é criada.
Agora, pesquisadores da UC San Francisco descobriram um novo tipo de neurônio que orienta sua formação.
A descoberta, descrita na edição de 23 de maio de 2024 da Célulapoderá um dia levar a novas terapias para doenças relacionadas ao comprometimento do fluxo sanguíneo nos olhos e no cérebro.
“Esta é a primeira vez que alguém vê neurônios da retina usando contato direto com vasos sanguíneos como forma de orientá-los para formar essas redes 3-D precisas”, disse Xin Duan, PhD, professor associado de oftalmologia e autor sênior do estudo. . “Isso nos aproxima da possibilidade de repará-los quando estiverem danificados ou de redirecioná-los quando não tiverem sido construídos corretamente.”
Uma proteína que detecta a presença de células próximas
Os pesquisadores trabalharam com ratos recém-nascidos, cujos olhos ainda precisam de várias semanas para se desenvolverem completamente. Kenichi Toma, PhD, rotulou os neurônios da retina mais próximos dos vasos sanguíneos com uma proteína que brilha em verde sob luz ultravioleta para que ele pudesse observar a estrutura enquanto ela estava se formando.
A equipe identificou então um subconjunto de neurônios, chamados neurônios perivasculares, que entram em contato e circundam os vasos sanguíneos em crescimento, direcionando-os para formar a rede. Esses neurônios perivasculares produzem uma proteína chamada PIEZO2 que lhes permite sentir quando estão tocando outra célula.
Os neurônios perivasculares em camundongos que não foram capazes de produzir PIEZO2 não conseguiram manter contato com os vasos sanguíneos e cresceram de forma emaranhada e desorganizada, o que interrompeu o fluxo sanguíneo.
Com falta de oxigênio, as células nervosas circundantes se degradaram e os camundongos mutantes ficaram mais vulneráveis a lesões semelhantes a derrames.
Duan descobriu que esses neurônios orientam a formação de uma rede semelhante de vasos sanguíneos no cerebelo, uma parte do cérebro que está envolvida na coordenação, na linguagem e na percepção sensorial.
“O facto de vermos este mesmo padrão repetido no cérebro significa que os danos nesta rede podem ter um papel em múltiplas doenças neurodegenerativas”, disse Toma.
A equipe colaborou com o biólogo do desenvolvimento Arnold Kriegstein, MD, PhD, para confirmar que os neurônios retinais perivasculares também existem em humanos.
A visualização 3D mostra como a rede se forma
A maioria das pesquisas até agora sobre a conexão entre os sistemas vascular e nervoso tem sido limitada pela tecnologia que só permite aos cientistas tirar fotos bidimensionais.
Mas Duan e Toma beneficiaram de uma nova técnica, utilizando microscopia multifotónica, que Tyson Kim, MD, PhD, professor assistente de oftalmologia, desenvolveu para fazer imagens 3-D de redes sanguíneas da retina sem perturbar o olho.
Kim ajudou Toma a criar filmes giratórios que capturaram a rede de todos os ângulos e mostraram como ela quebrou na ausência do PIEZO2.
“Há algum tempo queríamos colaborar e esta foi a oportunidade perfeita”, disse Kim. “Foi realmente uma confluência daquilo pelo que cada um de nós é apaixonado.”
Uma nova maneira de proteger os neurônios
As descobertas poderão inspirar novas formas de tratamento de doenças neurodegenerativas, garantindo que os neurônios, que exigem muita energia, mantenham um suprimento sanguíneo saudável.
“Há muitas pessoas tentando entender como podemos desenvolver neurônios”, disse Duan. “Mas como podemos desenvolver as intrincadas redes de vasos sanguíneos necessárias para apoiá-los? Essa é a pergunta que estamos tentando responder.”
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