Pesquisadores da Universidade Tulane, em colaboração com equipes de oito outras instituições, descobriram uma nova maneira pela qual as células nervosas transmitem mensagens. Essa descoberta pode transformar a compreensão científica sobre a dor e pode ajudar no desenvolvimento de tratamentos mais seguros e eficazes.
O trabalho foi co-liderado por Matthew Dalva, diretor do Instituto do Cérebro da Tulane e professor de biologia celular e molecular na Escola de Ciência e Engenharia, em conjunto com Ted Price, da Universidade do Texas em Dallas. O estudo revela que os neurônios podem liberar uma enzima fora da célula que ativa os sinais de dor após uma lesão. As descobertas, publicadas na revista Science, também trazem novas informações sobre como as células do cérebro fortalecem suas conexões durante o aprendizado e a memória.
Enzima Externa Relacionada à Ativação da Dor
“Essa descoberta altera nossa compreensão fundamental sobre a comunicação entre neurônios,” disse Dalva. “Nós descobrimos que uma enzima liberada pelos neurônios pode modificar proteínas na superfície de outras células para ativar a sinalização da dor — sem afetar o movimento ou a sensação normais.”
Os pesquisadores identificaram essa enzima como quinase lonsome vertebrada (VLK). Eles descobriram que os neurônios usam a VLK para se comunicar no espaço ao redor das células, onde altera proteínas vizinhas de maneiras que podem influenciar como os sinais viajam entre as células nervosas.
O Papel da VLK na Sinalização Celular e no Desenvolvimento de Medicamentos
“Essa é uma das primeiras demonstrações de que a fosforilação pode controlar como as células interagem no espaço extracelular,” afirmou Dalva. “Isso abre uma nova perspectiva sobre como influenciar o comportamento celular e potencialmente uma maneira mais simples de projetar medicamentos que atuem externamente, em vez de precisar penetrar na célula.”
A equipe descobriu que neurônios ativos liberam VLK, o que aumenta a atividade de um receptor envolvido em dor, aprendizado e memória. Quando os pesquisadores removeram a VLK de neurônios sensoriais de dor em camundongos, os animais não sentiram a dor normal pós-cirúrgica, mas suas habilidades de movimento e sensibilidade permaneceram intactas. Quando os níveis de VLK aumentaram, as respostas à dor se intensificaram.
Implicações para Dor, Aprendizado e Plasticidade Neural
“Este estudo aborda a essência de como a plasticidade sináptica funciona — como as conexões entre neurônios evoluem,” disse Price, diretor do Centro de Estudos Avançados sobre Dor, professor de neurociência na Escola de Ciências Comportamentais e do Cérebro da Universidade do Texas em Dallas e co-autor correspondente do estudo. “Ele tem implicações muito amplas para a neurociência, especialmente na compreensão de como a dor e o aprendizado compartilham mecanismos moleculares similares.”
Dalva observou que os resultados indicam uma estratégia mais segura para alterar as vias da dor, focando em enzimas como a VLK em vez de bloquear os receptores NMDA. Os receptores NMDA ajudam a regular a comunicação entre neurônios, mas podem causar efeitos colaterais significativos quando são interrompidos.
A Via Pode Simplificar o Desenvolvimento Futuro de Medicamentos
As descobertas também oferecem um dos primeiros exemplos de como influenciar interações entre proteínas na superfície celular sem a necessidade de entrar na própria célula. Dalva mencionou que isso pode facilitar o desenvolvimento de medicamentos e reduzir efeitos colaterais indesejados, uma vez que o agente terapêutico atuaria externamente.
Os próximos passos incluem determinar se esse mecanismo afeta apenas um pequeno conjunto de proteínas ou representa um processo biológico mais amplo que passou despercebido. Se se confirmar que é onipresente, isso pode reformular as estratégias de tratamento para doenças neurológicas e outras condições.
Esforço Colaborativo Amplo
A pesquisa foi realizada em parceria com colegas da Universidade de Ciências da Saúde do Texas em San Antonio, do Centro de Câncer MD Anderson da Universidade do Texas, da Universidade de Houston, da Universidade de Princeton, da Universidade de Wisconsin-Madison, da Escola de Medicina Grossman da Universidade de Nova York e da Universidade Thomas Jefferson.
“Nossas descobertas só foram possíveis graças a esse tipo de colaboração,” afirmou Dalva. “Ao combinar a expertise da Tulane em biologia sináptica com os pontos fortes de nossos parceiros, conseguimos revelar um mecanismo que tem implicações não apenas para a dor, mas também para o aprendizado e a memória em várias espécies.”
O projeto foi apoiado por subsídios do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e AVC, do Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas e do Centro Nacional para Recursos de Pesquisa, todos parte dos Institutos Nacionais de Saúde. Os co-primeiros autores incluem Dr. Sravya Kolluru, Dr. Praveen Chander e Dr. Kristina Washburn, todos do Laboratório de Dalva na Tulane.
