Mapeamento em nanoescala pode lançar luz sobre esclerose

Novo método proporcionou à equipe um estudo da membrana de mielina que recobre os axônios nervosos para formar a bainha de mielina.

taniager

23 Maio 2011 | 18h47

Estas são as imagens fluorescentes de áreas de lipídios em monocamadas de mielina do modelo (laboratório reconstituído) mostrando a coexistência das fases do líquido ordenado (escuro) e do líquido desordenado (pseudo-colorido). Dependendo das condições (por exemplo, composição lipídica, pressão atmosférica, temperatura), as áreas de lipídeos podem existir em várias formas, incluindo estriadas (à esquerda) e circulares (à direita). Crédito: Younjin Min, Massachusetts Institute of Technology.

Estas são as imagens fluorescentes de áreas de lipídios em monocamadas de mielina do modelo (laboratório reconstituído) mostrando a coexistência das fases do líquido ordenado (escuro) e do líquido desordenado (pseudo-colorido). Dependendo das condições (por exemplo, composição lipídica, pressão atmosférica, temperatura), as áreas de lipídeos podem existir em várias formas, incluindo estriadas (à esquerda) e circulares (à direita). Crédito: Younjin Min, Massachusetts Institute of Technology.

Engenheiros químicos da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, EUA, desenvolveram um método de mapeamento em nano escala que pode conduzir a outra forma de tratamento da esclerose múltipla. O estudo foi publicado na edição on-line desta semana do Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

O novo método proporcionou à equipe um estudo da membrana de mielina que recobre os axônios nervosos para formar a bainha de mielina. Em pacientes com esclerose múltipla, esta membrana está comprometida. A grande dificuldade em estuda-la decorria de sua espessura minúscula, de duas moléculas apenas – menos de um milionésimo de milímetro.

Jacob Israelachvili, um dos autores do método, explica que as diferentes partes do sistema nervoso central, inclusive o cérebro, se comunicam com outras partes de todo o corpo via transmissão de impulsos elétricos, ou sinais, ao longo das bainhas fibrosas de mielina. As bainhas atuam como cabos elétricos ou linhas de transmissão. Acrescenta que defeitos na organização molecular ou estrutural das membranas de mielina reduzem a eficiência de transmissão. Como consequência, ocorrem vários distúrbios sensoriais e motores ou deficiências e doenças neurológicas como a esclerose múltipla.

Ao nível macroscópico, visível ao olho, e ao nível microscópico, a esclerose múltipla (MS) é caracterizada pelo aparecimento de lesões ou vacúolos na mielina e, eventualmente, pode acabar desintegrando a bainha de mielina completamente. Esta desintegração progressiva é denominada de desmielinização.

Ilustração de um neurônio, que é a unidade funcional básica do sistema nervoso. A parte alargada indica a bainha de mielina, que é uma membrana multilamelar que cerca o axônio de neurônios. Crédito: Dottie McLaren.

Ilustração de um neurônio, que é a unidade funcional básica do sistema nervoso. A parte alargada indica a bainha de mielina, que é uma membrana multilamelar que cerca o axônio de neurônios. Crédito: Dottie McLaren.

Ao nível nanoscópico, os pesquisadores puderam focar-se em pequenos aglomerados de moléculas de lipídios – principais constituintes das membranas de mielina – que podem ser os responsáveis pela formação de lesões.  Para tanto, utilizaram camadas moleculares de modelo em composições que imitavam membranas saudáveis e doentes. Observaram diferenças na aparência, tamanho e sensibilidade à pressão, em áreas das monocamadas saudáveis e doentes. Em seguida, eles desenvolveram um modelo teórico, em termos de certas propriedades moleculares, que parece contabilizar quantitativamente as suas observações.

“A descoberta e caracterização de áreas em nano escala que são diferentes em agrupamentos de lipídios saudáveis ou doentes têm implicações importantes na forma como estas membranas interagem entre si”, argumentou Israelachvili. “E isto conduz a um novo entendimento da desmielinização ao nível molecular”.

As conclusões abrem o caminho para novos métodos experimentais para a detecção precoce, diagnóstico, estadiamento e possível tratamento de tecidos patológicos que são precursores de MS e outras doenças associadas com a membrana, de acordo com os autores.