Pesquisadores identificam o processo de regeneração de neurônios no olho e no cérebro

A morte de neurônios, seja no cérebro ou no olho, pode resultar em uma série de doenças neurodegenerativas humanas, desde cegueira até doença de Parkinson. Os tratamentos atuais para esses distúrbios podem apenas retardar a progressão da doença, porque uma vez que um neurônio morre, ele não pode ser substituído.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Notre Dame, da Universidade Johns Hopkins, da Universidade Estadual de Ohio e da Universidade da Flórida identificou redes de genes que regulam o processo responsável por determinar se os neurônios se regenerarão em certos animais, como o peixe-zebra.

David Hyde em seu laboratório. Foto de Matt Cashore / Universidade de Notre Dame

“Esse estudo é uma prova de princípio, mostrando que é possível regenerar neurônios da retina. Agora acreditamos que o processo de regeneração de neurônios no cérebro será semelhante ”, disse David Hyde , professor do Departamento de Ciências Biológicas de Notre Dame e co-autor do estudo.

Para o estudo, publicado na Science , os pesquisadores mapearam os genes de animais que têm a capacidade de regenerar neurônios da retina. Por exemplo, quando a retina de um peixe-zebra é danificada, as células chamadas glia de Müller passam por um processo conhecido como reprogramação. Durante a reprogramação, as células da glia de Müller mudarão sua expressão gênica para se tornarem células progenitoras, ou células que são usadas durante o desenvolvimento inicial de um organismo. Portanto, essas células agora semelhantes a progenitoras podem se tornar qualquer célula necessária para consertar a retina danificada.

Como o peixe-zebra, as pessoas também têm células da glia de Müller. No entanto, quando a retina humana é danificada, as células da glia de Müller respondem com gliose, um processo que não permite sua reprogramação.

“Depois de determinar os vários processos animais para recuperação de danos à retina, tivemos que decifrar se o processo de reprogramação e gliose eram semelhantes. A glia de Müller seguiria o mesmo caminho em animais em regeneração e não regeneração ou os caminhos seriam completamente diferentes? ” disse Hyde, que também atua como Diretor Kenna do Centro de Pesquisas Zebrafish em Notre Dame. “Isso foi muito importante, porque se queremos ser capazes de usar células da glia de Müller para regenerar neurônios da retina em pessoas, precisamos entender se seria uma questão de redirecionar o caminho atual da glia de Müller ou se seria necessário um caminho totalmente diferente processo."

A equipe de pesquisa descobriu que o processo de regeneração requer apenas que o organismo “ligue” seus primeiros processos de desenvolvimento. Além disso, os pesquisadores foram capazes de mostrar que durante a regeneração do peixe-zebra, a glia de Müller também passa por gliose, o que significa que os organismos que são capazes de regenerar os neurônios da retina seguem um caminho semelhante aos animais que não podem. Enquanto a rede de genes no peixe-zebra foi capaz de mover células da glia de Müller da gliose para o estado reprogramado, a rede de genes em um modelo de rato bloqueou a reprogramação da glia de Müller.

A partir daí, os pesquisadores foram capazes de modificar as células da glia de Müller do peixe-zebra em um estado semelhante que bloqueou a reprogramação ao mesmo tempo em que um modelo de rato regenera alguns neurônios da retina.

Em seguida, os pesquisadores terão como objetivo identificar o número de redes reguladoras de genes responsáveis ​​pela regeneração neuronal e exatamente quais genes dentro da rede são responsáveis ​​por regular a regeneração.

Este estudo foi financiado pelo National Institutes of Health e pelo Hiller Family Endowment for Stem Cell Research em Notre Dame. Além de Hyde, os autores sênior do estudo são Seth Blackshaw e Jiang Qian da Universidade Johns Hopkins, John Ash da Universidade da Flórida e Andy J. Fischer do Estado de Ohio. Outros autores contribuintes da Notre Dame incluem Patrick Boyd, Leah J. Campbell, Meng Jia e Manuela Lahne.

Esta pesquisa também foi apoiada pelo Integrated Imaging Facility e pelo Freimann Life Science Center em Notre Dame.

Contato: Jessica Sieff, diretora assistente de relações com a mídia, 574-631-3933, jsieff@nd.edu