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Novo insight para a resposta do cérebro a lesões
Os resultados do estudo mostram pela primeira vez que uma enzima conhecida como metaloproteinase-2 (MMP2), secretada pelas células endoteliais, desencadeia o processo de resposta à lesão das células.
Por Yale - 14/03/2021


Reprodução

Em resposta à lesão cerebral, as células-tronco neurais se agrupam e migram para o local da lesão. O agrupamento é fundamental - sem ele, as células não viajam. Mas o que causa isso? Para investigar, os pesquisadores de Yale criaram um modelo 3-D do funcionamento do cérebro.

Os resultados do estudo, liderado pelo laboratório de Anjelica Gonzalez, professora associada de engenharia biomédica, mostram pela primeira vez que uma enzima conhecida como metaloproteinase-2 (MMP2), secretada pelas células endoteliais, desencadeia o processo de resposta à lesão das células. As descobertas, que podem levar a avanços no tratamento de lesões cerebrais, foram publicadas no FASEB Journal . 

Para este estudo, os pesquisadores analisaram especificamente a lesão cerebral causada por derrame, embora as implicações de suas descobertas se apliquem a concussão, doença de Parkinson, Alzheimer e outros distúrbios neurológicos. No caso de lesão cerebral, as células-tronco neurais se agrupam e migram além da parte do cérebro conhecida como zona subventricular, onde residem. A única direção de seu caminho é guiada em parte pela sinalização química das células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos e pericitos, que circundam as células endoteliais. Os pesquisadores se concentraram no que aciona o processo.

“Estávamos interessados ​​em saber o que causa o efeito de agrupamento”, disse Rita Matta, principal autora do estudo e ex-estudante de pós-graduação no laboratório de Gonzalez. Colaborando com o laboratório de Michael Murrell, professor associado de engenharia biomédica, eles usaram uma variedade de modelos para ter uma visão melhor dos mecanismos em jogo. 

Eles viram que eram as células endoteliais que promoviam não apenas a migração, mas também o agrupamento pela secreção de MMP2.

“Podemos pensar na MMP2 como uma enzima que degrada a matriz ou a área ao redor do tecido”, disse Matta. “Essas são todas as proteínas às quais as células-tronco neurais normalmente aderem, mas em vez disso, é como um limpa-neve onde as MMP2s estão criando esse caminho para que os aglomerados migrem para baixo.” 

Especificamente, eles descobriram que a secreção da MMP2 leva à ativação de uma proteína chamada N-caderina que atua como um adesivo para as células. Isso leva a extensões semelhantes a braços nas células-tronco neurais que fazem com que elas se unam e se agrupem. A formatação de um braço líder é crítica para o processo porque sem ela, as células não migram para o local da lesão cerebral. Os pesquisadores confirmaram isso usando um sistema microfluídico e usando um laser para cortar os “braços” das células principais (visto na imagem acima), evitando que os aglomerados migrem - mesmo na presença de células endoteliais.   

O Laboratório Gonzalez já trabalhou no desenvolvimento de microesferas de polietilenoglicol para fornecer células-tronco neurais e células endoteliais para tratar lesões cerebrais.

“Ao criar tecnologia que imita o tecido cerebral humano, podemos aprender a melhor forma de entender os processos neurológicos, mas também usar essas mesmas ferramentas para desenvolver estratégias terapêuticas que reparam tecidos danificados ou desordenados”, disse Gonzalez.

O estudo mais recente fornece informações valiosas para o desenvolvimento da técnica, disse Matta. 

“Quanto mais conhecimento adquirimos sobre como as células endoteliais podem impactar as células-tronco neurais, podemos promover nossos veículos de entrega em nossas microesferas encapsuladas”, disse Matta. “Agora podemos incorporar diferentes fatores, diferentes proteínas ou moléculas que podem ajudar a melhorar ainda mais sua entrega.”

 

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