Novo estudo químico leva aos segredos da memória e da depressão

Muitas pessoas creem que a depressão dirige suas mente completamente conscientemente e totalmente de forma independente. Na verdade, muitos comportamentos humanos, como o vício ou a tendência para a depressão, são determinados por processos físicos-químicos complexos que ocorrem em diferentes estruturas cerebrais. 

Particularmente importantes aqui estão os mecanismos que funcionam nas sinapses, isto é, nas áreas onde os neurônios transmitem sinais. Os cientistas do Nencki Institute of Experimental Biology of the Polish Academy of Sciences in Warsaw, em colaboração com a University College of London, the German Center for Neurodegenerative Diseases and the Hannover Medical School, acabaram de revelar outro segredo do enigma químico escondido aqui. Pela primeira vez, eles descreveram um novo caminho de sinal associado ao 5-HT7R, um dos receptores presentes nas espinhas dendríticas dentro das sinapses. Os resultados são apresentados na famosa revista biológica Cell Reports. O editorial ainda enfatizou a importância da publicação, colocando os gráficos associados na capa.

"As sinapses são particularmente importantes na comunicação entre os neurônios e, portanto, nas áreas onde essas células entram em contato com seus vizinhos. A compreensão dos processos que ocorrem aqui ainda é um grande desafio de grande importância para a ciência e a medicina", diz o Prof. Jakub Wlodarczyk, chefe do Laboratório de Biofísica Celular do Nencki Institute. "Nossa contribuição foi descrever as vias de sinalização anteriormente desconhecidas, associadas a uma das variantes do receptor de serotonina. Conhecendo esse caminho, podemos começar a pensar, por exemplo, em novas formas de controle químico de certos casos de depressão".

O homem é a lembrança dele. Privado da possibilidade de preservar suas próprias observações e experiências, não seríamos capazes de associar eventos, formar a característica de personalidade apenas para nós, ou funcionar socialmente. Devemos lembrar e associar à extraordinária habilidade do cérebro para a modelagem plástica da estrutura de conexões entre os neurônios. O papel fundamental aqui é desempenhado por processos que ocorrem em sinapses, ou seja, áreas em que os processos neuronais numerosos e ramificados (dendritos e axônios) entram em contato com outras células (principalmente neurônios adjacentes). Distúrbios de comunicação entre os neurônios estão na raiz da doença de Parkinson ou de Alzheimer, e levam a vícios, depressão, esquizofrenia, autismo ou epilepsia.

Cientistas do Nencki Institute of Experimental Biology enfocaram sua atenção nos processos biológicos que ocorrem entre a matriz extracelular (a substância que circunda os neurônios, contendo muitas proteínas diferentes) e espinhas dendríticas, pequenos processos cobrindo em grande parte os dendritos. A pesquisa contemporânea indica que tanto a aprendizagem quanto a memorização estão relacionadas ao número, tamanho e forma das espinhas dendríticas.

"Quanto maior a coluna vertebral, podem encontrar-se os diferentes tipos de receptores que capturam alguns dos compostos químicos do ambiente. Esses compostos são segregados pelo neurônio adjacente à matriz extracelular na fenda sináptica e participam da transmissão do sinal. O nosso grupo estava interessado nos processos que ocorrem com a participação de um dos tipos de receptores de serotonina, ou seja, o receptor 5-HT7R. Muitas substâncias antipsicóticas ou antidepressivas interagem diretamente com esse receptor. Além disso, recentemente descobriu-se que o bloqueio farmacológico de esse receptor tem efeitos antidepressivos ", explica PhD Monika Bijata (Nencki Institute), para quem os assuntos discutidos foram a base para sua dissertação de doutorado.

A pesquisa realizada, do lado poonês financiado pela concessão HARMONIA do Centro Nacional de Ciências e pela concessão TANGO do Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento, permitiu determinar que, quando o neurotransmissor ativa o receptor 5-HT7R, a matriz extracelular é re-modelada. Pela primeira vez, demonstrou-se que o receptor 5-HT7R forma complexos de proteína CD44 e que o CD44 pode ser clivado pela enzima secretada pelo receptor estimulado: a metaloprotease MMP9. Como resultado do corte, outra proteína, isto é Cdc42, é ativada. É aquele que, através do efeito no citoesqueleto de actina, contribui para o crescimento da coluna dendrítica. Também foi provado que as espinhas ampliadas como resultado da operação das vias de sinalização descritas, são de fato funcionais.

"Agora, que já conhecemos as vias de sinalização associadas à atividade do receptor 5-HT7R, será mais fácil selecionar alvos moleculares para novas terapias antidepressivas potencialmente mais efetivas. Podemos tentar bloquear a atividade da enzima MMP9, reduzir a CD44 proteína clivagem ou especificamente afetar outra parte do caminho ", diz a PhD. Bijata.

"Nós adquirimos o conhecimento sobre as mudanças químicas na matriz extracelular que ocorrem durante a ativação do receptor 5-HT7R, enquanto exploramos os neurônios. No entanto, também pode ser usado em relação a alguns outros tipos de células, como células cancerosas. Este é o caminho para outras terapias, por exemplo, a prevenção de câncer ", complementa o prof. Wlodarczyk.

A parte experimental relativa aos experimentos realizados em animais privados do receptor 5-HT7R foi realizada por PhD Bijata durante seu estágio científico no Prof. Evgeni Ponimaskin laboratory from the Hannover Medical School.

Referência:

Monika Bijata, Josephine Labus, Daria Guseva, MichaÅ‚ Stawarski, Malte Butzlaff, Joanna Dzwonek, Jenny Schneeberg, Katrin Böhm, Piotr Michaluk, Dmitri A. Rusakov, Alexander Dityatev, Grzegorz WilczyÅ„ski, Jakub Wlodarczyk, Evgeni Ponimaskin. Synaptic Remodeling Depends on Signaling between Serotonin Receptors and the Extracellular Matrix. Cell Reports, 2017 https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171207095340.htm >