Camundongos mais espertos com uma ajudinha humana: Nossas células gliais!

Transplantes de células tronco humanas aumentam a inteligência de camundongos, de acordo com novo estudo publicado da revista Cell Stem Cell (Volume 12, Issue 3, 342-353, 7 March 2013). Mas essa não é a parte mais interessante da história. As células tronco implantadas (em camundongos imunodeficientes recém nascidos para que nõ houvesse rejeição) não são progenitoras de neurônios, mas de células da glia (GPCS), um outro tipo de célula que também existe nos cérebros de animais e que geralmente são consideradas como tendo um papel de suporte nutricional e estrutural dos neurônios.

Astrócitos humanos ( as células grandes verde-amarelo com núcleos brancos) crescem no cérebro de um camundongo de 10 meses de idade. Os núcleos de células de camundongos estão coradas de azul. Os camundongos com astrócitos humanos enxertados em seus cérebros tiveram um melhor desempenho em testes de aprendizado e memória do que aqueles sem os enxertos ou com os enxertos de células de outros camundongos, o qu e sugere que os astrócitos humanos são melhores do que os seus homólogos de roedores na intermediação de processo de aprendizagem de modulação. [Crédito: X. Han et al / Cell Stem Cell 2013]

Os autores do trabalho relataram que, após a maturação, os cérebros dos animais receptores exibiram grandes quantidades e proporções elevadas tanto de células progenitores gliais humanas como de astrócitos. Essas células gliais humanas enxertadas acoplaram-se por meio de junções comunicantes com as células astroglia dos animais receptores, mas mantiveram os tamanho e a morfologia típicas das astroglia de hominídeos.

Acima exemplos de junções comunicantes e de junções oclusivas. As junções comunicantes a esquerda permite o fluxo de pequenas moléculas e íons, como o cálcio, por exemplo, entre células adjacente.

Em testes realizados em placas de cultura, os astrócitos, um tipo particular de células gliais, derivados destas células tronco foram capazes de passar sinais usando íons cálcio três vezes mais rápido do que os astrócitos de camundongos são capazes. Além disso, os astrócitos humanos parecem ajudar a forjar sinapses (as conexões entre neurônios) mais fortes entre os neurônios os dos camundongos do que fazem seus próprios astrócitos.

Por fim, os pesquisadores responsáveis pelo estudo fizeram os animais com as células gliais humanas passarem por uma bateria de testes em que suas habilidades de aprendizado forma postas a prova em protocolos usando a orientação em labirintos, a distinção entre objetos novos a partir de objetos antigos, e aprender que um determinado som prenuncia um leve choque elétrico. Enquanto, os animais sem células transplantadas ou com células transplantadas de outros camundongos demoraram várias tentativas para aprender a associação entre o som e o choque, os camundongos com astrócitos humanos aprendiam de maneira significativamente mais rápida. Isso sugere fortemente que a potenciação de longa duração (LTP), um processo neural molecular associado com a formação de memórias, foi fortemente reforçada nos animais quiméricos que continham células gliais humanas, fornecendo evidências que as células gliais humanas melhoram diferencialmente tanto a plasticidade neural dependente de atividade como a aprendizagem em camundongos.

Créditos: (C) PUNCH LIMITED/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Segue o vídeo resumo do trabalho feitos com enxerto de células progenitoras gliais humanas em camundongos e as alterações cognitivas mostradas por eles:

Este belo e elegante experimento é uma das primeiras evidências mais concretas de que as células da glia são realmente mais do que coadjuvantes cerebrais nos processos cognitivos, fazendo parte do complexo sistema de integração sensorio-efetor e de processamento de informações, possivelmente tendo papéis importantes na formação de memória e no aprendizado, como o presente estudo sugere.

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Referências:

  • Han, Xiaoning; Chen, Michael; Wang, Fushun; Windrem, Martha; Wang, Su; Shanz, Steven; Xu, Qiwu; Oberheim, Nancy Ann; Bekar, Lane; Betstadt, Sarah; Silva, Alcino J.; Takano, Takahiro; Goldman, Steven A.; Nedergaard, Maiken Forebrain Engraftment by Human Glial Progenitor Cells Enhances Synaptic Plasticity and Learning in Adult Mice Cell Stem Cell, Volume 12, Issue 3, 342-353, 7 March 2013 doi:10.1016/j.stem.2012.12.015

  • Franklin, Robin J.M.; Bussey, Timothy J. Do Your Glial Cells Make You Clever? Cell stem cell volume 12 issue 3 pp.265 – 266 doi:10.1016/j.stem.2013.02.003

  • Sae, Tina Hesman Mice get brain boost from transplanted human tissue The Scientitst Web edition: March 7, 2013

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