Astrócitos do cérebro desempenham papel de destaque na memória de longo prazo

Astrócitos do cérebro desempenham papel de destaque na memória de longo prazo

Cientistas da Salk descobrem que os astrócitos, há muito considerados jogadores secundários no cérebro, são necessários para estabelecer memórias duradouras em camundongos

LA JOLLA – Células em forma de estrela chamadas astrócitos ajudam o cérebro a estabelecer memórias duradouras, descobriram os pesquisadores do Salk. O novo trabalho se soma a um crescente corpo de evidências de que os astrócitos, há muito considerados apenas células de suporte no cérebro, podem ter um papel mais importante. O estudo, publicado na revista GLIA em 26 de julho de 2019, poderia informar terapias para distúrbios nos quais a memória de longo prazo é prejudicada, como lesão cerebral traumática ou demência.

“Esta é uma indicação de que essas células estão fazendo muito mais do que apenas ajudar os neurônios a manter sua atividade”, diz o professor Terrence Sejnowski, chefe da Salk's Laboratório de Neurobiologia Computacional e autor sênior do novo trabalho. “Isso sugere que eles estão realmente desempenhando um papel importante na forma como a informação é transmitida e armazenada no cérebro”.

Os neurônios do cérebro dependem de sinais elétricos rápidos para se comunicar por todo o cérebro e liberar neurotransmissores, mas os astrócitos, em vez disso, geram sinais de cálcio e liberam substâncias conhecidas como gliotransmissores, algumas delas quimicamente semelhantes aos neurotransmissores. A visão clássica era que a função dos astrócitos era principalmente fornecer suporte aos neurônios mais ativos, ajudando a transportar nutrientes, limpar detritos moleculares e manter os neurônios no lugar. Apenas mais recentemente, os pesquisadores descobriram que eles podem desempenhar outros papéis, mais ativos, no cérebro através da liberação de gliotransmissores, mas estes permanecem em grande parte misteriosos.

Em 2014, Sejnowski, o investigador de pós-doutoramento do Salk António Pinto-Duarte e os seus colegas mostrou que desabilitar a liberação de gliotransmissores em astrócitos reduzia um tipo de ritmo elétrico conhecida como oscilação gama, importante para as habilidades cognitivas. Nesse estudo, quando os pesquisadores testaram as habilidades de aprendizado e memória de camundongos com astrócitos deficientes, encontraram déficits restritos à sua capacidade de discriminar novidades.

No novo estudo, a equipe de Sejnowski olhou pela primeira vez para a memória de longo prazo de camundongos com astrócitos interrompidos. Eles usaram animais geneticamente modificados sem um receptor chamado tipo 2 inositol 1,4,5-trifosfato (IP₃R2), do qual os astrócitos dependem para liberar cálcio para comunicação.

Os pesquisadores testaram os ratos com três tipos diferentes de desafios de aprendizado e memória, incluindo interagir com um novo objeto e encontrar a saída em um labirinto. Em cada caso, ratos sem IP₃R2 mostrou a mesma capacidade de aprender que os ratos normais. Além disso, quando testados nas 24 a 48 horas após cada processo inicial de aprendizado, os camundongos com astrócitos interrompidos ainda podiam reter as informações – encontrando seu caminho no labirinto, por exemplo. Os resultados estavam de acordo com o que havia sido visto em estudos anteriores.

No entanto, quando o grupo esperou mais 2 a 4 semanas e testou novamente os camundongos treinados, eles observaram grandes diferenças; os camundongos sem o receptor tiveram um desempenho muito pior, cometendo mais que o dobro de erros ao completar o labirinto.

“Depois de algumas semanas de atraso, os camundongos normais realmente tiveram um desempenho melhor do que logo após o treinamento, porque seu cérebro passou por um processo de consolidação da memória”, explica Pinto-Duarte, principal autor do novo artigo. “Os ratos sem o IP₃O receptor R2 teve um desempenho muito pior.”

O resultado é a primeira vez que defeitos nos astrócitos foram associados a defeitos na consolidação da memória ou na memória remota.

O processo de consolidação da memória no cérebro é conhecido por envolver vários mecanismos que afetam os neurônios. Acredita-se que um desses mecanismos dependa de um ajuste ideal da força da comunicação entre os neurônios por meio de potenciação, pelo qual essa força aumenta, e a longo prazo depressão, pelo qual algumas dessas conexões enfraquecem. Sejnowski e Pinto-Duarte mostraram que embora os camundongos sem IP₃R2 e atividade reduzida de astrócitos não tiveram problemas com o primeiro, eles exibiram déficits significativos no último, sugerindo que os astrócitos podem estar desempenhando um papel específico na depressão de longo prazo das conexões entre os neurônios.

“O mecanismo de depressão a longo prazo dos neurônios não é tão bem estudado ou compreendido”, diz Sejnowski. “E isso nos diz que devemos observar como os astrócitos estão conectados ao enfraquecimento dessas conexões neurais”.

Os pesquisadores já estão planejando estudos futuros para entender melhor os caminhos pelos quais os astrócitos afetam a depressão de longo prazo da comunicação neuronal e da memória em geral.

“O resultado de longo prazo aqui é que, se entendermos melhor esses caminhos, poderemos desenvolver maneiras de manipular a consolidação da memória com drogas”, diz Sejnowski.

Outros pesquisadores do estudo foram Amanda Roberts, do The Scripps Research Institute, e Kunfu Ouyang, da Universidade de Pequim.

O trabalho foi apoiado pela Fundação Calouste Gulbenkian, Howard Hughes Medical Institute, Kavli Institute for Brain and Mind e Shenzhen Basic Research Foundation.

DOI: 10.1002 / glia.23679