Quando os genes sofrem mutação, isso pode levar a doenças graves do sistema nervoso humano. Os pesquisadores agora usaram moscas da fruta para demonstrar como, além do efeito negativo, a mutação de um gene neuronal pode ter um efeito positivo – ou seja, QI mais alto em humanos.
Por Universidade de Leipzig com informações de Science Daily.
As sinapses são os pontos de contato no cérebro através dos quais as células nervosas “falam” umas com as outras. Distúrbios nessa comunicação levam a doenças do sistema nervoso, uma vez que proteínas sinápticas alteradas, por exemplo, podem prejudicar esse complexo mecanismo molecular. Isso pode resultar em sintomas leves, mas também em deficiências muito graves nas pessoas afetadas.
O interesse dos dois neurobiólogos professor Tobias Langenhan e professor Manfred Heckmann, de Leipzig e Würzburg respectivamente, foi despertado quando leram em uma publicação científica sobre uma mutação que danifica uma proteína sináptica. No início, os pacientes afetados atraíram a atenção dos cientistas porque a mutação os fez ficar cegos. No entanto, os médicos notaram que os pacientes também eram de inteligência acima da média. “É muito raro que uma mutação leve à melhora em vez de perda de função”, diz Langenhan, professor e titular de uma cadeira no Instituto Rudolf Schönheimer de Bioquímica da Faculdade de Medicina.
Os dois neurobiólogos de Leipzig e Würzburg usam moscas da fruta (Tephritidae) para analisar funções sinápticas há muitos anos. “Nosso projeto de pesquisa foi projetado para inserir a mutação dos pacientes no gene correspondente na mosca e usar técnicas como eletrofisiologia para testar o que acontece com as sinapses. Nossa suposição era que a mutação torna os pacientes tão inteligentes porque melhora a comunicação entre os neurônios que envolvem a proteína lesada”, explica Langenhan. “Claro, você não pode realizar essas medições nas sinapses nos cérebros de pacientes humanos. Você tem que usar modelos animais para isso.”
75% dos genes que causam doenças em humanos também existem em moscas-das-frutas
Primeiro, os cientistas, juntamente com pesquisadores de Oxford, mostraram que a proteína da mosca chamada RIM parece molecularmente idêntica à dos humanos. Isso foi essencial para poder estudar as mudanças no cérebro humano na mosca. Na etapa seguinte, os neurobiólogos inseriram mutações no genoma da mosca que pareciam exatamente como nas pessoas doentes. Eles então fizeram medições eletrofisiológicas da atividade sináptica. “Na verdade, observamos que os animais com a mutação mostraram uma transmissão de informações muito maior nas sinapses. Esse efeito surpreendente nas sinapses das moscas provavelmente é encontrado da mesma maneira ou de maneira semelhante em pacientes humanos e pode explicar seu desempenho cognitivo aumentado, mas também sua cegueira”, conclui o professor Langenhan.
Os cientistas também descobriram como ocorre o aumento da transmissão nas sinapses: os componentes moleculares na célula nervosa transmissora que desencadeiam os impulsos sinápticos se aproximam como resultado do efeito da mutação e levam ao aumento da liberação de neurotransmissores. Um novo método, microscopia de super-resolução, foi uma das técnicas utilizadas no estudo. “Isso nos dá uma ferramenta para olhar e até contar moléculas individuais e confirma que as moléculas na célula de disparo estão mais próximas do que normalmente estão”, diz o professor Langenhan, que também foi auxiliado no estudo pelo grupo de pesquisa do professor Hartmut Schmidt, da Instituto Carl Ludwig em Leipzig.
“O projeto demonstra lindamente como um animal modelo extraordinário como a mosca da fruta pode ser usado para obter uma compreensão muito profunda das doenças do cérebro humano. Os animais são geneticamente muito semelhantes aos humanos. Estima-se que 75 por cento dos genes que envolvem doenças em humanos também são encontrados na mosca da fruta”, explica o professor Langenhan, apontando para novas pesquisas sobre o tema na Faculdade de Medicina: “Iniciamos vários projetos conjuntos com geneticistas humanos, patologistas e a equipe do Centro Integrado de Pesquisa e Tratamento ( IFB) AdiposityDiseases: sediado no Hospital Universitário de Leipzig, eles estudam distúrbios cerebrais do desenvolvimento, o desenvolvimento de tumores malignos e obesidade. Aqui, também, inseriremos mutações causadoras de doenças na mosca da fruta para replicar e entender melhor a doença humana.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universität Leipzig. Original escrito por Anne Grimm.
Referência do jornal :
Mila M. Paul, Sven Dannhäuser, Lydia Morris, Achmed Mrestani, Martha Hübsch, Jennifer Gehring, Georgios N. Hatzopoulos, Martin Pauli, Genevieve M. Auger, Grit Bornschein, Nicole Scholz, Dmitrij Ljaschenko, Martin Müller, Markus Sauer, Hartmut Schmidt, Robert J. Kittel, Aaron DiAntonio, Ioannis Vakonakis, Manfred Heckmann, Tobias Langenhan. The human cognition-enhancing CORD7 mutation increases active zone number and synaptic release. Brain, 2022; DOI: 10.1093/brain/awac011
