Indescritível ligação entre as apreensões, a sinalização celular da proteína IDd no peixe-zebra

Para o cérebro para aprender, reter memórias, processar informações sensoriais, e coordenar os movimentos do corpo, os seus grupos de células nervosas deve gerar coordenado sinais elétricos. A desordem no disparo síncrono pode prejudicar estes processos e, em casos extremos, levar a convulsões e epilepsia.a Síncronia entre neurônios vizinhos depende da conexão proteica 36, um elemento essencial de certos tipos de conexões sinápticas que, ao contrário das sinapses químicas clássicas, passam sinais entre neurônios através de conexões elétricas diretas. Durante mais de 15 anos, os cientistas debateram a ligação entre o connexin 36 e a epilepsia.

Now, a team of Virginia Tech scientists led by Yuchin Albert Pan, an associate professor at the Fralin Biomedical Research Institute at VTC, have identified a new link between peaks and connexin 36 deficiency. The discovery, published today (Jan. 11, 2021) in Frontiers in Molecular Neuroscience,, found that this interaction may make the brain more proper to having convulsions.Alyssa Brunal, uma graduada recente do Programa de doutorado em biologia, medicina e saúde Translacional da Virginia Tech, trabalhando com seu mentor Pan, desenvolveu novos modelos para estudar a relação entre connexin 36 e convulsões e confirmou a relação.

Zebrafish serve como um modelo animal poderoso, permitindo aos pesquisadores avaliar os efeitos do connexin 36 em todo o cérebro em um sistema vivo intacto durante a hiperatividade neural.como um componente essencial de sinapses eletricamente acopladas entre neurônios, connexin 36 desempenha um papel importante na ativação rápida e síncrona de redes interconectadas de neurônios dentro do cérebro, o que é necessário para os processos cerebrais normais.

“em estudos anteriores, as pessoas não estavam usando os mesmos organismos modelo. Não estavam a olhar para as mesmas regiões cerebrais. Eles não estavam usando os mesmos métodos para induzir convulsões”, disse Brunal. “Eu pensei, porque o peixe-zebra é um organismo modelo tão versátil, nós poderíamos usá-lo para tentar discernir o que realmente está acontecendo.”

Pan, que frequentemente usa peixes-Zebra larvares em estudos, disse que os peixes são ideais porque eles se desenvolvem fora do útero, são translúcidos, e seus cérebros inteiros são pequenos o suficiente para caber inteiramente sob um microscópio.

“Utilizando modernas técnicas de microscopia, podemos ver um animal intacto o que está acontecendo dentro do cérebro”, disse o Pan, que também é o instituto de pesquisa Commonwealth, Centro de Tecnologia Inovadora Eminente Pesquisa Estudioso do Desenvolvimento da Neurociência, e professor associado do departamento de ciências biomédicas e pathobiology da Virgínia-Maryland Faculdade de Medicina Veterinária.

Brunal criou dezenas de mapas de cérebro inteiro de peixe-zebra para o estudo.

os investigadores utilizaram doses variáveis de um fármaco indutor de crises, o que causa hiperactivação neuronal, um dos principais contribuintes para as crises. Comparando o tipo normal de peixe-zebra selvagem e o tipo mutante de peixe-zebra com as deficiências do connexin 36, eles descobriram que a deficiência do connexin 36 alterou a susceptibilidade à hiperactividade neuronal numa região cerebral e de forma dependente da dose do fármaco.tendo estabelecido que a falta de proteína connexin alterou a susceptibilidade às convulsões, questionaram-se se a hiperactividade associada às convulsões, por sua vez, afectou a expressão da proteína. Para testar isso, eles aplicaram a droga indutora de convulsões apenas ao peixe-zebra selvagem, mas desta vez, em vez de procurar hiperatividade no cérebro, eles procuraram a expressão do connexin 36. Os resultados foram impressionantes.

a hiperactividade induzida pelo fármaco causou uma queda aguda nos níveis de connexin 36 no cérebro, que se recuperou ao longo do tempo.eu estava tipo, caramba, está a acontecer alguma coisa à proteína. Assim, não só a proteína está afetando a hiperatividade, como também estamos tendo algum efeito sobre a própria proteína”, disse Brunal. “Eu acho que foi isso que realmente quebrou o projeto completamente aberto.os resultados foram impressionantes, disse Pan.

“muitas vezes na ciência, você não sabe o que está acontecendo até que você meticulosamente quantifique as imagens do microscópio e veja algo que emerge da análise estatística para um nível de significância, mas em um caso neste estudo, a connexin 36 foi visivelmente embora”, disse Pan. “Pensamos que deve haver algo importante lá.”

aplicaram um medicamento bloqueador do connexin 36 no peixe-zebra de tipo selvagem, antes de administrar o fármaco indutor de convulsões. Compararam os resultados com um grupo de controlo de peixes-zebra de tipo selvagem que receberam apenas o medicamento de indução de convulsões. O primeiro grupo tinha significativamente mais hiperactividade neuronal, sugerindo que uma perda aguda de connexin 36 pode levar a mais convulsões.embora seja bem conhecido que ter uma convulsão aumenta a probabilidade de eventos subsequentes, os mecanismos subjacentes a este fenómeno clínico não são bem compreendidos. Este estudo descreve um novo mecanismo: as convulsões reduzem os níveis de connexin 36 nos modelos de peixe-zebra e podem contribuir para o início das crises subsequentes.

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