Crédito: Howard Hughes Medical Institute
Uma vez destinado a desempenhar uma função de suporte no cérebro, novas pesquisas publicadas na ciência mostram células astrogliais não neuronais um papel de liderança na regulação da atividade do neurônio e suas conexões.
Em 2019, o pesquisador de Janelia revelou o papel crítico das células da GLIA chamadas astrócitos radiais para controlar um importante comportamento de “desistir” em Sebrafic. Eles pensaram que os astrócitos atuam como um balcão e disseram a um peixe para parar de nadar quando não chega a lugar nenhum – um comportamento crucial para a sobrevivência. Mas os pesquisadores não sabiam como os astrócitos se comunicavam com os neurônios para controlar esta Lei.
Pesquisadores de Janelia e Harvard já decifraram essa conversa e revelam como os astrócitos desencadeiam um círculo bioquímico que regula a atividade neuronal e faz com que o peixe pare de nadar.
Enquanto os neurotransmissores permitem uma rápida comunicação entre neurônios individuais que duram milissegundos, neuromoduladores como o circuito que é revelado nas novas equipes de trabalho sobre populações de neurônios para definir sinais neuronais em escalas de tempo que são mais de mil vezes mais lentas, o que permite um comportamento flexível em um tempo.
O novo trabalho ajuda a revelar como esses neuromoduladores atingem os neurônios e a revelar um papel importante da astroglia na neuromodulação. Também destaca a importância de incluir informações sobre células não neuronais em pesquisas sobre como o cérebro funciona.
“Acho que a visão predominante é que muitos dos cálculos importantes para o comportamento saem do padrão de conexão entre os neurônios”, diz Alex Chen, um doutorado conjunto. Estudante em Ahrens Lab em Janelia e Engert Lab em Harvard, que liderou a nova pesquisa.
“Este trabalho mostra que devemos entender os cálculos bioquímicos e outras formas de informações não neuronais e combiná-las com informações sobre os vínculos entre os neurônios para realmente entender o que o cérebro está fazendo”.
Compreender como os neuromoduladores fluem dos astrócitos para os neurônios também pode ser importante para o tratamento de condições psiquiátricas, diz Misha Ahrens, líder do grupo sênior da Janelia, escritora sênior da nova pesquisa.
“A inclusão dessas estradas com mais frequência em estudos de condições psiquiátricas é muito significativa”, diz Ahrens. “Saber que grande parte da neuromodulação subjacente à função cerebral e da disfunção flui através dos astrócitos suporta esse novo grupo de células como um potencial objetivo terapêutico”.
Ao mesmo tempo, registrou cálcio intracelular em astrócitos e ATP extracelular. Crédito: Chen et al.
Revelar a conversa
O novo trabalho é baseado em pesquisas anteriores a partir de 2019, também lideradas pelo Ahrens Lab, que revelou o papel dos astrócitos radiais no comportamento de “desistir”. Essa pesquisa descobriu que, quando os peixes percebem que não está chegando a lugar algum, nada mais difícil e as armações de atividade de astroglia. Quando a atividade de astroglia atinge um limiar, as células sinalizam os neurônios no peixe para parar de nadar.
A equipe descobriu que os neurônios sinalizam astroglia para aumentar sua atividade, liberando um neurotransmissor chamado noradrenalina, que desencadeia astroglia a acumular cálcio interno. Mas eles não sabiam como os astrócitos se comunicaram de volta aos neurônios para fazer com que o peixe parasse de nadar.
Na nova pesquisa, a equipe usou uma variedade de sensores para descobrir quais moléculas os astrócitos liberados quando ativados. Eles descobriram que, quando o cálcio era elevado em astrócitos, o ATP foi deixado no espaço extracelular entre as células. Além disso, eles mostraram que os astrócitos, não os neurônios, liberaram esse ATP.
Embora o ATP seja amplamente conhecido por ser uma molécula de energia que falha quase todos os processos dentro das células, ele também pode atuar como uma molécula de sinal nos neurônios através de diferentes tipos de receptores. Mas quando os pesquisadores bloquearam esses receptores ATP, eles não viram nenhuma mudança no comportamento do zebraphic.
Isso sugeriu que o ATP liberado da Astroglia não agiu diretamente nos neurônios, mas quebrou. Pesquisas anteriores mostraram que, quando o ATP é liberado extracelularmente, as enzimas o convertem em adenosina – um dos componentes do ATP e um modulador de neurom conhecido no cérebro.
Os pesquisadores descobriram que, quando bloquearam os receptores de adenosina nos neurônios, o comportamento da reconciliação foi atenuado. Indicou que o caminho extracelular é quebrado em adenosina, que ativa os receptores em neurônios que fazem com que o peixe desista e pare de nadar.
“Foi surpreendente para mim porque parece uma estrada tão indireta”, diz Chen. “Em primeiro lugar, uma célula não neuronal está envolvida e, em segundo lugar, existe esse circuito bioquímico em vez de algum tipo de circuito neuronal que implementa esse comportamento”.
Os pesquisadores acreditam que esse tipo de circuito bioquímico permite ser modulado em uma escala de tempo mais lenta, em comparação com as escalas de tempo muito rápidas nos círculos neurais. Os pesquisadores também especulam que as enzimas que quebram o ATP podem desempenhar um papel importante na transferência de sinal – com a ajuda de outro objetivo para a terapêutica.
Além disso, o companheiro mostra pesquisas sob a orientação de pesquisadores da Universidade de Washington, em St. Louis, que a neuromodulação de noradrenalina no hipocampo em camundongos também flui através dos astrócitos para influenciar a comunicação entre os neurônios.
Um caminho relacionado foi identificado em moscas e trabalhos publicados recentemente implicaram um caminho semelhante em comportamentos depressivamente semelhantes em camundongos. Uma perspectiva recente do investigador da HHMI, Cagla Eroglu, também discute esses novos resultados.
Esses estudos suplementares aumentam a possibilidade de que esse caminho possa estar potencialmente trabalhando no cérebro humano e desempenhe um papel importante na função cerebral na saúde e nas doenças.
“Esta estrada parece ser preservada sobre moscas, peixes e mamíferos, por isso pode ser um motivo evolutivo de circuito antigo”, diz Chen.
Mais informações:
Alex B. Chen et al., Norepinefrina altera o comportamento por meio de sinalização purineérgica astroglial, ciência (2025). Doi: 10.1126/science.adq5233. www.science.org/doi/10.1126/science.adq5233
Fornecido por Howard Hughes Medical Institute
Citar: Na linha lateral, não mais: novas pesquisas mostram que os astrócitos são atores ativos na neuromodulação (2025, 18 de maio) retirados em 18 de maio de 2025 de https://medicalxpress.com/news/2025-05-sidelines-astrocytes-players- neuromodulação.html
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