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Alzheimer, acidente vascular cerebral, esclerose múltipla e outras doenças neurológicas causam danos graves devido à neuroinflamação mediada por células imunes. Gerenciar essa inflamação representa um desafio médico significativo porque o cérebro é protegido pelo crânio e por membranas adicionais que o tornam menos acessível para abordagens de tratamento. Os cientistas já haviam descoberto caminhos que vão da medula óssea do crânio para o cérebro, permitindo o movimento das células imunológicas. Agora, uma nova pesquisa revelou que as células da medula óssea do crânio são únicas em sua composição e em sua resposta à doença. Essas descobertas oferecem novas possibilidades para o diagnóstico e tratamento de doenças neurológicas e revolucionam o monitoramento da saúde do cérebro no futuro com imagens não invasivas do crânio. Os resultados já são publicados em Célula.
Doenças neurológicas como Alzheimer, derrame e esclerose múltipla têm um impacto devastador na vida de milhões de pessoas em todo o mundo. Uma característica comum é a neuroinflamação, um “fogo” interno no cérebro que pode causar danos graves pela ativação de células imunes e liberação de moléculas inflamatórias. No entanto, devido à relativa inacessibilidade do cérebro, que é blindado pelo crânio e três camadas adicionais de proteção na forma de membranas, controlar e monitorar essa inflamação tem sido um grande desafio. Uma equipe de cientistas em torno do Prof. Ali Ertürk em Helmholtz Munique em colaboração com pesquisadores da Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) e da Universidade Técnica de Munique (TUM) procurou atender a essa necessidade não atendida.
Não apenas um capacete: a intrincada conexão entre o crânio e o cérebro
Desafiando a compreensão tradicional de que o crânio e o cérebro não têm intercâmbio direto, estudos recentes revelaram conexões diretas entre a medula óssea do crânio e a superfície mais externa das membranas protetoras do cérebro, a superfície meníngea. Essas conexões atuam como condutos, facilitando o movimento das células imunes para frente e para trás. A equipe de cientistas descobriu que essas conexões muitas vezes atravessam até mesmo a camada mais externa e resistente da membrana, a dura-máter, abrindo-se ainda mais perto da superfície do cérebro do que se pensava anteriormente. Para alcançar essas descobertas significativas, a equipe utilizou um método especializado chamado limpeza de tecido em combinação com imagens 3D para visualizar os condutos. Durante o processo de limpeza dos tecidos, os tecidos biológicos são tratados com uma solução específica para torná-los transparentes, permitindo a passagem da luz para o exame do tecido cerebral e do crânio ao microscópio. Como resultado, foram geradas imagens 3D de estruturas e células, levando a uma análise visual abrangente.
A equipe de pesquisa investigou ainda mais profundamente o papel distinto que as células imunológicas do crânio desempenham na fisiologia e nas doenças do cérebro. Eles começaram questionando se o crânio abriga células e moléculas específicas do cérebro que não podem ser encontradas em outros ossos. A análise extensiva do conteúdo de RNA e proteína na forma de análises transcriptômicas e proteômicas de ossos de camundongos e humanos afirmou isso – o crânio é realmente excepcional, hospedando células imunológicas de neutrófilos únicas, que são um tipo de glóbulo branco que desempenha um papel crítico papel na defesa do sistema imunológico. “Estas descobertas carregam implicações profundas, sugerindo uma conexão muito mais complexa entre o crânio e o cérebro do que se acreditava anteriormente”, destaca o primeiro autor do estudo Ilgin Kolabas, Ph.D.-estudante no laboratório Ertürk em Helmholtz Munique.
Ali Ertürk, autor correspondente, acrescenta: “Isso abre uma infinidade de possibilidades para diagnosticar e tratar doenças cerebrais e tem o potencial de revolucionar nossa compreensão das doenças neurológicas. Esse avanço pode levar a um monitoramento mais eficaz de condições como Alzheimer e derrame, e potencialmente até mesmo ajudar na prevenção do aparecimento dessas doenças, permitindo a detecção precoce.”
Vislumbrando um novo futuro: da pesquisa à prática clínica
Outra descoberta impactante foi que, usando imagens de PET, os pesquisadores descobriram que os sinais do crânio espelhavam os do cérebro subjacente, com mudanças nesses sinais correspondendo à progressão da doença em pacientes com Alzheimer e derrame. Apresentando assim um novo potencial para monitorar a inflamação cerebral simplesmente escaneando a superfície da cabeça do paciente.
Olhando para o futuro, os pesquisadores prevêem que suas descobertas possam se traduzir na prática clínica na forma de imagens não invasivas do crânio. Ali Ertürk explica o impacto no monitoramento de doenças: “Isso poderia ser feito usando dispositivos portáteis e vestíveis, oferecendo uma maneira mais acessível e prática de monitorar a saúde do cérebro”. A equipe espera que essa abordagem melhore muito o diagnóstico, o monitoramento e, possivelmente, até mesmo o tratamento de distúrbios neurológicos, aproximando-nos de um tratamento mais eficaz dessas condições devastadoras.
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