Uma realidade 3D para o crescimento e a reconexão de fibras neuronais

Por Marco Augusto Stimamiglio                                                                                          Instituto Carlos Chagas – Fiocruz/PR

marco-figuraApós uma lesão na medula espinhal, com o rompimento das fibras neuronais que percorrem a coluna vertebral de um indivíduo, interrompe-se o fluxo de informações do cérebro para o corpo e do corpo para o cérebro. O resultado é a paralisia e a perda de sensibilidade em regiões do corpo que variam de acordo com a extensão e a localização da lesão. Além disso, como resposta do organismo à lesão tecidual, desenvolve-se uma cicatriz no local lesionado que irá bloquear qualquer tipo de reconexão das fibras neuronais.

Entretanto, os cientistas acreditam que podem conseguir contornar esta situação e induzir os neurônios próximos à cicatriz para que façam novas conexões. Diferentes tratamentos vêm sendo estudados para estimular os neurônios espinhais a crescerem e reconectarem suas fibras. Uma possível alternativa de tratamento seria proporcionar uma estrutura de suporte entre as fibras neuronais seccionadas na coluna vertebral, como se fossem fios condutores que contornam o tecido cicatricial e permitem a passagem das fibras neuronais. Esta foi a técnica desenvolvida por pesquisadores italianos na Escola Internacional de Estudos Avançados de Trieste. Eles utilizaram estruturas tridimensionais compostas por nanotubos de carbono para guiar o crescimento de fibras neuronais.

O artigo, publicado em julho de 2016 na revista Science Advances, demonstra como a matriz de nanotubos de carbono é capaz de estimular a reconexão das fibras neuronais em um modelo experimental. Nesse modelo de estudo, pequenas secções da medula espinhal de camundongos foram mantidas em placas de cultivo, mas com um detalhe, entre cada pequeno pedaço de tecido havia um espaçamento de 1 a 2 milímetros. Esta distância entre as secções da medula espinhal é suficiente para impedir a reconexão funcional das fibras neuronais e, portanto, representa um eficiente paradigma experimental no qual é possível testar a efetividade da regeneração espontânea das fibras neuronais e dos estímulos elétricos através delas. Para teste de efetividade, foram colocados entre os pedaços de tecido pequenas estruturas de uma matriz 3D de gelatina ou da matriz 3D de nanotubos de carbono. Os resultados do teste confirmaram o que os cientistas suspeitavam, demonstrando que a matriz de nanotubos de carbono permitiu o crescimento das fibras neuronais até a reconexão entre os neurônios presentes nos pedaços de tecido. Além disso, os cientistas demonstraram que a reconexão das fibras neuronais era capaz de permitir a passagem dos estímulos elétricos entre os neurônios, o que viabilizaria o fluxo de informações entre o cérebro e o corpo.

Para garantir o uso da matriz de nanotubos em um teste clínico, em humanos, os cientistas testaram se a matriz seria tolerada em um organismo vivo. Então, eles implantaram a matriz de nanotubos no cérebro de ratos e examinaram os animais depois de 4 semanas. Os resultados desse teste demonstraram que neurônios e outras células neurais haviam crescido dentro da matriz e que o processo inflamatório no local do implante era mínimo. A partir desses resultados, os cientistas da Escola Internacional de Estudos Avançados de Trieste deram um primeiro passo na direção de uma possível nova terapia para a reabilitação de pessoas com lesão medular.

Mas esse foi apenas um passo, pois ainda será preciso demonstrar que o implante das matrizes de nanotubo de carbono diretamente em lesões medulares, nos humanos, poderá realmente ser capaz de estimular a reconexão neuronal de forma permanente, sem causar outras alterações teciduais e, ainda, permitir o fluxo correto de informações entre o cérebro e o restante do corpo.

Para acessar o artigo original, clique aqui.

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