Espinhos dendra­ticos, pequenas protubera¢ncias membranosas emergindo do dendrito de uma canãlula cerebral, ajudam a transmitir sinais elanãtricos aos neura´nios. Esses espinhos podem ter uma variedade de formas diferentes, variando dos chamados "atarracados" a "semelhantes a cogumelos".

Descobriu-se que os espinhos dos cogumelos são de importa¢ncia fundamental para o funcionamento do cérebro humano na idade adulta. Por outro lado, os espinhos atarracados desaparecem gradualmente a  medida que o cérebro amadurece e se desenvolve.

Nas últimas décadas, muitos neurocientistas investigaram as funções e a estrutura das espinhas dendra­ticas . No entanto, a composição única de protea­nas de diferentes tipos de espinhas permanece desconhecida.

Pesquisadores do University Medical Center Ga¶ttingen, na Alemanha, realizaram recentemente um estudo com o objetivo de examinar a composição das espinhas dendra­ticas pa³s-sina¡pticas no cérebro humano. Seu artigo, publicado na Nature Neuroscience , pode ajudar a explicar as observações experimentais anteriores delineando os padraµes de resposta de diferentes espinhas dendra­ticas.

"A maioria dos neurocientistas entende que as sinapses tem a função de transmitir informações de um neura´nio para o outro", disse Silvio Rizzoli, um dos pesquisadores que realizaram o estudo, ao Medical Xpress. "A função das sinapses ébaseada em muitos tipos de protea­nas que precisam funcionar em sincronia. O problema éque ninguanãm sabe quantas dessas protea­nas estãona sinapse e como funcionam juntas."

Rizzoli e seus colegas inicialmente começam a examinar a composição de protea­nas de pré-sinapses (as sinapses parciais que emergem de neura´nios transmissores) e apresentaram seus resultados em um artigo publicado na Science . Em seu estudo recente publicado na Nature Neuroscience , por outro lado, eles analisaram a composição de protea­nas das pa³s-sinapses (a parte das sinapses que se aproxima dos neura´nios receptores).

O objetivo geral de sua pesquisa era obter uma compreensão quantitativa da chamada ma¡quina sina¡ptica, em oposição a  qualitativa obtida por outros trabalhos. Em outras palavras, os pesquisadores queriam entender quantos tipos diferentes de protea­nas existem nas espinhas dendra­ticas (ou pa³s-sinapses), em vez de apenas identificar de que são feitas.

 

"Em nosso artigo, adotamos uma abordagem integrativa, usando neura´nios em cultura , analisando os números de ca³pias de protea­nas por neura´nio por bioquímica quantitativa e espectrometria de massa , determinando os números de ca³pias por sinapse usando imagens convencionais de epifluorescaªncia e, finalmente, analisando as posições de protea­nas usando super- microscopia de resolução STED ", explicou Rizzoli. "A morfologia 3D das sinapses foi analisada usando microscopia eletra´nica e, finalmente, todos esses elementos foram reunidos por modelagem."

Estudos de Neurociênciaanteriores presumiram que a composição e a organização estrutural de sinapses pequenas, atarracadas e transita³rias e grandes sinapses permanentes em forma de cogumelo seriam diferentes. Curiosamente, no entanto, as análises realizadas por Rizzoli e seus colegas mostraram que as sinapses atarracadas e semelhantes a cogumelos tem uma organização virtualmente idaªntica, com números manãdios de ca³pias de protea­nas e topologias semelhantes.

Uma análise mais detalhada da correlação de cada protea­na com a densidade de massa pa³s-sina¡ptica sugeriu que as espinhas semelhantes a cogumelos tinham uma força sina¡ptica maior. Em outras palavras, espinhos dendra­ticos atarracados pareciam ter menos probabilidade de responder adequadamente amudanças dina¢micas na transmissão sina¡ptica do que espinhos semelhantes a cogumelos.

As descobertas coletadas por esta equipe de pesquisadores podem ter várias implicações importantes. Por exemplo, eles poderiam explicar em parte por que as espinhas dendra­ticas atarracadas são transita³rias e gradualmente desaparecem a  medida que o cérebro humano se desenvolve, enquanto as espinhas semelhantes a cogumelos são permanentes e desempenham um papel fundamental no funcionamento do cérebro adulto .

"Agora estamos trabalhando em um modelo de composição de protea­na semelhante para uma canãlula inteira (neura´nio)", disse Rizzoli.