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Quando as células do cérebro, ou neurônios, estão realizando processos para se conectar com outros neurônios, como eles distinguem entre seus próprios processos e os de outros neurônios? Uma parte importante desse quebra-cabeça envolve uma molécula chamada protocaderina agrupada (Pcdh).
Em recente publicação em iSciencepesquisadores do SANKEN (Instituto de Pesquisa Científica e Industrial) e da Escola de Pós-Graduação em Biociências da Universidade de Osaka relataram o desenvolvimento de um sensor para observar as interações Pcdh em neurônios vivos, o que nos aproxima da compreensão desse mistério.
No cérebro, milhões de neurônios fazem trilhões de conexões uns com os outros. Para fazer isso, cada neurônio emite pequenos processos que crescem e viajam até encontrar os processos de outra célula com os quais se conectar. No entanto, como cada célula tem tantos processos em todo o lugar, as células podem acidentalmente fazer conexões consigo mesmas e não com outras. Uma maneira de evitar isso envolve Pcdh, que é expresso em diferentes combinações na superfície de cada neurônio.
Um papel da Pcdh é na adesão celular; se dois processos neuronais tiverem exatamente a mesma combinação de moléculas de Pcdh, as moléculas se ligam umas às outras. Por outro lado, se as combinações forem ligeiramente diferentes, elas são vistas como “outro” em vez de “próprio” e não se ligam. Embora existam técnicas convencionais para detectar interações moleculares entre superfícies celulares, que podem nos mostrar quando as moléculas se ligam, mas não quando se separam novamente. Pesquisadores da Universidade de Osaka queriam resolver esse problema.
“Desenvolvemos um sensor baseado em fluorescência que chamamos de IPAD, ou Indicadores para interações de protocaderina alfa 4 após dimerização”, diz o principal autor do estudo, Takashi Kanadome. “Este sensor nos permite ver não apenas as interações entre os processos, mas também a dissociação dessas interações pela primeira vez.”
Esta nova técnica tem algumas desvantagens. Por exemplo, sua fluorescência é muito mais opaca do que a observada com técnicas mais antigas e não consegue diferenciar conexões entre processos de uma mesma célula e de duas células diferentes com as mesmas combinações de Pcdh na superfície.
“Apesar de suas desvantagens atuais, pensamos que nosso novo sensor será útil para várias aplicações de pesquisa diferentes”, explica Tomoki Matsuda, autor sênior do estudo. “O desenvolvimento do IPAD é um passo importante para uma melhor compreensão do reconhecimento neuronal do eu/outro”.
Os sensores desenvolvidos neste estudo têm muitas aplicações potenciais. Em particular, a técnica pode ser usada para desenvolver uma gama de sensores fluorescentes para visualizar a autoconectividade neuronal, que está implicada em condições cerebrais como autismo e epilepsia. Uma melhor compreensão da autoconectividade neuronal pode levar a melhores tratamentos para esses distúrbios.
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