Melanopsina olha para o lado bom da vida

7 de dezembro de 2010

Melanopsina olha para o lado bom da vida

7 de dezembro de 2010

LA JOLLA, CA—Mais conhecido como o sensor de luz que define o relógio biológico do corpo, a melanopsina também desempenha um papel importante na visão: por meio de seus mensageiros - as chamadas células ganglionares da retina que expressam melanopsina, ou mRGCs - encaminha informações sobre o brilho da entrada de luz diretamente nos centros visuais convencionais do cérebro, relata uma colaboração internacional de cientistas na edição desta semana da Biologia PLoS.

As descobertas revelam um novo papel para mRGCs durante a visão de formação de imagem e sugerem que essas células podem dar uma contribuição significativa para avaliar a intensidade da luz e apoiar a visão mesmo em pessoas com degeneração retiniana avançada, dizem os pesquisadores.

“Milhões de pessoas em todo o mundo sofrem vários graus de cegueira devido à degeneração ou disfunção de bastonetes e cones, mas muitos deles ainda podem perceber diferenças no brilho”, diz o autor sênior Panda Satchidananda (Satchin), Ph.D., professor assistente no Laboratório de Biologia Reguladora do Instituto Salk de Estudos Biológicos. “Os RGCs que expressam melanopsina normalmente sobrevivem mesmo à perda completa de bastonetes e cones e podem explicar as respostas à luz nessas condições”, acrescenta ele.

Durante a maior parte de 100 anos, pensou-se que a capacidade de converter luz em sinais elétricos na retina dos mamíferos era restrita a apenas dois tipos de fotorreceptores: bastonetes e cones. Essa visão mudou drasticamente quando o Panda descobriu a existência de um terceiro tipo de fotorreceptor mamífero, que está presente apenas em alguns milhares de células embutidas nas camadas mais profundas da retina.

A melanopsina, um fotopigmento que mede a intensidade da luz recebida, é fundamentalmente diferente das clássicas opsinas de bastonetes e cones, que nos ajudam a enxergar. Por um lado, é muito menos sensível à luz e tem muito menos resolução espacial - características que se encaixam perfeitamente com a função principal desse sensor de luz de sinalizar mudanças nos níveis de luz ambiente para o cérebro ao longo do dia.

Ele envia seus sinais diretamente para o relógio circadiano humano, que fica logo acima do ponto onde os nervos ópticos se cruzam. Embora tenha apenas metade do tamanho de uma borracha de lápis, ele sincroniza os ritmos diários do corpo com o nascer e o pôr do sol, dizendo ao corpo quando é hora de dormir, quando sentir fome e quando acordar. Mas faz mais do que isso. Assim como um medidor em uma câmera que permite que a abertura seja ajustada, os mRGCs também controlam o tamanho da pupila.

Até agora, no entanto, não se sabia se os mRGCs também contribuem para a visão convencional de formação de imagens, especialmente o mecanismo ainda pouco compreendido de percepção de “brilho” e “luminosidade”.

Para descobrir, Panda e seus colaboradores na Universidade de Manchester traçaram axônios individuais de mRGCs, projeções delgadas que se conectam com outros neurônios da retina através do relógio circadiano e adiante. Eles descobriram que os axônios chegavam até o LGN, abreviação de núcleo geniculado lateral, o principal centro de processamento de informações visuais recebidas da retina.

“Encontramos respostas à luz generalizadas no LGN e no córtex visual, mesmo em camundongos sem bastonetes e cones funcionais, que são frequentemente usados ​​como modelo de degeneração avançada da retina”, diz Panda, que espera que um dia seja possível transmitir visão a indivíduos cegos por terapia genética com uma melanopsina reprojetada.

“A densidade de mRGCs na retina é muito baixa para qualquer resolução significativa”, diz ele. “Mas se pudéssemos expressar a melanopsina em um número maior de células, poderíamos aumentar a resolução a um ponto que permite que pessoas cegas naveguem com segurança em seu ambiente”.

Os pesquisadores que também contribuíram para o trabalho incluem Timothy M. Brown, John Gigg e Robert J. Lucas da Universidade de Manchester, Manchester, Reino Unido; Carlos Gias, Ma'ayan Semo e Peter J. Coffey no University College London, Londres, Reino Unido; bem como Megumi Hatori e Sheena Rachel Keding no Salk Institute for Biological Studies em La Jolla.

O trabalho foi financiado por doações do Wellcome Trust, National Institutes of Health, Dana Foundation, um prêmio Pew Scholar e o London Project to Cure Blindness.

Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
O Salk Institute for Biological Studies é uma das mais proeminentes instituições de pesquisa básica do mundo, onde professores de renome internacional investigam questões fundamentais das ciências da vida em um ambiente único, colaborativo e criativo. Com foco na descoberta e na orientação de futuras gerações de pesquisadores, os cientistas da Salk fazem contribuições inovadoras para nossa compreensão do câncer, envelhecimento, Alzheimer, diabetes e doenças infecciosas, estudando neurociência, genética, biologia celular e vegetal e disciplinas relacionadas.

As realizações do corpo docente foram reconhecidas com inúmeras honras, incluindo Prêmios Nobel e associações na Academia Nacional de Ciências. Fundado em 1960 pelo pioneiro da vacina contra a poliomielite Jonas Salk, MD, o Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico.

O Salk Institute comemora orgulhosamente cinco décadas de excelência científica em pesquisa básica.