Antidepressivo restaura a flexibilidade juvenil aos neurônios inibitórios do envelhecimento

David Orenstein | Instituto Picower de Aprendizagem e Memória

Um novo estudo fornece novas evidências de que o declínio na capacidade de células cerebrais de mudar (chamado de "plasticidade"), em vez de um declínio no número total de células, pode estar subjacente a alguns dos declínios sensoriais e cognitivos associados com envelhecimento normal do cérebro. Cientistas do Instituto Picower de Aprendizado e memória do MIT mostram que interneurônios inibitórios no córtex visual de camundongos permanecem tão abundantes durante o envelhecimento, mas seus mandris se tornam simplificados e se tornam muito menos estruturalmente dinâmicos e flexíveis.

Em seus experimentos publicados on-line no Journal of Neuroscience eles também mostram que eles poderiam restaurar um grau significativo de plasticidade perdida para as células tratando os ratos com o antidepressivo comumente usado fluoxetina, também conhecido como Prozac.

“Apesar da crença comum, a perda de neurônios devido à morte celular é bastante limitada durante o envelhecimento normal e é pouco provável que seja responsável por deficiências funcionais relacionadas à idade”, escrevem os cientistas, incluindo o principal autor Ronen Eavri. Instituto Picower, e autor correspondente Elly Nedivi, professor de biologia e ciências cerebrais e cognitivas. "Pelo contrário, parece que as alterações estruturais na morfologia neuronal e conexões sinápticas são características mais consistentemente correlacionadas com a idade do cérebro, e podem ser consideradas como a base física potencial para o declínio relacionado à idade."

Nedivi e co-autor Mark Bear, o Professor Picower de Neurociência, são afiliados ao MIT Aging Brain Initiativeum esforço multidisciplinar para entender como o envelhecimento afeta o cérebro e às vezes torna o cérebro vulnerável a doença e declínio.

No estudo, os pesquisadores se concentraram no envelhecimento de interneurônios inibitórios, que é menos bem compreendido que o de neurônios excitatórios, mas potencialmente mais crucial para a plasticidade. A plasticidade, por sua vez, é fundamental para possibilitar o aprendizado e a memória e manter a acuidade sensorial. Neste estudo, enquanto eles se concentravam no córtex visual, acredita-se que a plasticidade que medem é importante também em outras partes do cérebro.

A equipe contou e rastreou cronicamente a estrutura de interneurônios inibitórios em dezenas de camundongos com idade de 3, 6, 9, 12 e 18 meses. (Os ratos amadurecem por 3 meses e vivem por cerca de 2 anos, e camundongos de 18 meses já são considerados bastante velhos.) Em trabalhos anteriores, o laboratório de Nedivi mostrou que os interneurônios inibidores mantêm a capacidade de remodelar dinamicamente até a idade adulta. Mas no novo artigo, a equipe mostra que um novo crescimento e plasticidade atinge um limite e declina progressivamente a partir de 6 meses.

Mas o estudo também mostra que, à medida que os camundongos envelhecem, não há mudança significativa no número ou na variedade de células inibitórias no cérebro.

Retração e inflexibilidade com a idade

Em vez disso, as mudanças observadas pela equipe foram no crescimento e desempenho dos interneurônios. Por exemplo, sob o microscópio de dois fótons, a equipe rastreou o crescimento de dendritos, que são estruturas semelhantes a árvores nas quais um neurônio recebe informações de outros neurônios. Aos 3 meses de idade, os camundongos apresentaram um balanço de crescimento e retração, consistente com o remodelamento dinâmico. Mas entre 3 e 18 meses eles viram que os dendritos progressivamente simplificaram, exibindo menos ramos, sugerindo que o novo crescimento era raro enquanto a retração era comum.

Além disso, eles viram uma queda abrupta em um índice de dinamismo. Aos 3 meses, praticamente todos os interneurônios estavam acima de um valor de índice crucial de 0,35, mas aos 6 meses, apenas metade era, em 9 meses, quase nenhum, e aos 18 meses, nenhum.

O laboratório de Bear testou uma forma específica de plasticidade que subjaz à memória de reconhecimento visual no córtex visual, onde os neurônios respondem de forma mais potente a estímulos aos quais foram expostos anteriormente. Suas medições mostraram que em camundongos de 3 meses de idade a “potenciação de resposta seletiva de estímulo” (SRP) era de fato robusta, mas seu declínio andou de mãos dadas com o declínio da plasticidade estrutural, de modo que foi significativamente diminuído em 6 meses e pouco evidente aos 9 meses.

Fonte de fluoxetina

Embora o declínio da remodelação dinâmica e plasticidade parecessem ser consequências naturais do envelhecimento, eles não eram imutáveis, mostraram os pesquisadores. Em trabalhos anteriores, o laboratório de Nedivi havia mostrado que a fluoxetina promove a remodelação de ramos interneurinos em camundongos jovens, então eles decidiram ver se isso poderia ser feito para camundongos mais velhos e restaurar a plasticidade também.

Para testar isso, eles colocam a droga na água potável de ratos em várias idades por vários períodos de tempo. Ratos de três meses tratados por três meses mostraram pouca mudança no crescimento de dendritos em comparação com controles não tratados, mas 25 por cento das células em camundongos de 6 meses tratados por três meses apresentaram crescimento novo significativo (com 9 meses de idade). Mas entre os camundongos de 3 meses de idade tratados por seis meses, 67% das células apresentaram um novo crescimento aos 9 meses de idade, mostrando que o tratamento que começou cedo e durou seis meses teve o efeito mais forte.

Os pesquisadores também viram efeitos semelhantes no SRP. Aqui também os efeitos corriam paralelamente ao declínio da plasticidade estrutural. Tratar camundongos por apenas três meses não restaurou a SRP, mas o tratamento de camundongos por seis meses o fez significativamente.

"Aqui nós mostramos que a fluoxetina também pode melhorar o declínio relacionado à idade na plasticidade estrutural e funcional dos neurônios do córtex visual", escrevem os pesquisadores. O estudo, eles observaram, acrescenta a pesquisas anteriores em humanos mostrando um potencial benefício cognitivo para a droga.

“Nossa descoberta de que o tratamento com fluoxetina em camundongos envelhecidos pode atenuar os declínios concomitantes relacionados à idade na plasticidade funcional do córtex estrutural e visual do interneurônio sugere que ele poderia fornecer uma importante abordagem terapêutica para a mitigação de déficits sensoriais e cognitivos associados ao envelhecimento. desde que seja iniciado antes de uma grave deterioração da rede ”, prosseguiram.

Além de Eavri, Nedivi e Bear, os outros autores do artigo são Jason Shepherd, Christina Welsh e Genevieve Flanders.

Os Institutos Nacionais de Saúde, a Federação Americana para Pesquisa sobre o Envelhecimento, a Fundação Médica de Ellison e a Fundação Machiah apoiaram a pesquisa.

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

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Sourcehealthylbook.com

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