Células nervosas crescentes quanto mais longa a célula melhor o modelo

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Células nervosas crescentes: quanto mais longa a célula,
melhor o modelo
As células nervosas são difíceis de estudar em culturas, pois os experimentos convencionais não
permitem o crescimento natural, mas uma nova plataforma visa mudar isso.
A modelagem precisa e reprodutível in vitro das células nervosas é essencial para o estudo do sistema
nervoso e distúrbios neurodegenerativos. Embora grande parte de nossa compreensão recente da
biologia celular venha do estudo de vários tipos de células em sistemas artificiais, bem como os avanços
feitos na modelagem de doenças usando es no chip de des, tipos de células específicas são mais
difíceis de estudar fora de seu ambiente nativo.
Em particular, as células nervosas que carregam impulsos através do corpo usando projeções longas e
esbeltas chamadas axônios podem se estender até um metro de comprimento. Essas células longas são
difíceis de estudar usando plataformas in vitro convencionais devido ao crescimento restrito de axônios
nesses dispositivos, limitando as informações que os cientistas podem colher delas.
É por isso que Andrea Serio e sua equipe de pesquisa no Instituto Francis Crick e no Centro de Biologia
Craniofacial e Regenerativa, o King’s College London desenvolveu uma técnica para estudar o efeito do
comprimento axonal nos neurônios motores. “Eles são o principal alvo de vários distúrbios
neurodegenerativos, como a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), para a qual atualmente não temos
cura nem uma compreensão completa de por que esses neurônios são particularmente afetados”,
explicou Serio em um e-mail.
https://www.advancedsciencenews.com/multicellular-liver-on-a-chip-for-modeling-fatty-liver-disease/
https://www.advancedsciencenews.com/human-on-a-chip-provides-an-accurate-model-for-the-immune-system/
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“Começámos a partir da simples questão: o comprimento axonal na matéria in vitro para o
desenvolvimento geral e a função dos neurônios motores?”, continuou ele. “Nós usamos nossa
plataforma para comparar sistematicamente neurônios em diferentes comprimentos, bem como para
aumentar os neurônios para comprimentos que normalmente não são alcançáveis com plataformas
convencionais.”
A equipe fabricou superfícies com microsuls que foram revestidas com proteínas para guiar as células
nervosas e crescer axônios estendidos. A falta de direcionalidade e o controle sobre o comprimento dos
axônios nos sistemas de cultura convencionais tornam impossível avaliar sua duração no nível
populacional.
A equipe de Serio classificou os neurônios com axônios de 2-3 mm quanto curtos e aqueles que atingem
1 cm com base em suas observações – isso é em comparação com o comprimento dos neurônios em
culturas convencionais, que geralmente têm um comprimento de várias centenas de m. Eles
descobriram que o comprimento do axônio acima de um determinado limiar influencia alguns dos
principais processos celulares relacionados ao seu metabolismo.
“Várias dessas principais mudanças dependentes do comprimento nos neurônios estavam em
mecanismos-chave de manutenção da célula, tradução de RNA e manutenção mitocondrial, que
também são processos-chave de doenças para os distúrbios neurodegenerativos que visam esses
neurônios”, explicou Serio.
Esses achados sugerem que os axônios mais curtos em plataformas experimentais convencionais
podem não capturar os aspectos importantes de suas contrapartes mais longas, pois as células
nervosas podem sentir seu próprio comprimento e mudar sua função na porção distal do axônio.
“Para obter uma compreensão mais profunda dos mecanismos subjacentes, estamos atualmente
expandindo este estudo para outras espécies e outros subtipos neuronais”, acrescentou Serio.
Referência: Cathleen Hagemann, et al., Axonal Length Determine Fenótipos homeoestáticos Distintos
em neurônios motores derivados de iPSC em uma plataforma de bioprogento, materiais avançados de
saúde (2022). DOI: 10.1002/adhm.202101817
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202101817