Cientistas regeneram neurônios que restauram a marcha em ratos após paralisia causada por lesão na medula espinhal

Num estudo de 2018 publicado na Nature, a equipa identificou uma abordagem de tratamento que aciona os axónios, as pequenas fibras que ligam as células nervosas e permitem-lhes comunicar, para voltarem a crescer após uma lesão na medula espinal em roedores. Mas mesmo que essa abordagem tenha levado com sucesso à regeneração de axônios em lesões graves da medula espinhal, alcançar a recuperação funcional permaneceu um desafio significativo.

Para o novo estudo, publicado esta semana na Science, a equipe teve como objetivo determinar se direcionar a regeneração de axônios de subpopulações neuronais específicas para suas regiões-alvo naturais poderia levar a uma restauração funcional significativa após lesão na medula espinhal em camundongos. Eles primeiro usaram análises genéticas avançadas para identificar grupos de células nervosas que permitem a melhora da marcha após uma lesão parcial da medula espinhal.

Os pesquisadores descobriram então que a mera regeneração dos axônios dessas células nervosas através da lesão da medula espinhal, sem orientação específica, não teve impacto na recuperação funcional. No entanto, quando a estratégia foi refinada para incluir o uso de sinais químicos para atrair e guiar a regeneração desses axônios para sua região alvo natural na medula espinhal lombar, foram observadas melhorias significativas na capacidade de caminhar em um modelo de rato com lesão completa da medula espinhal.

"Nosso estudo fornece insights cruciais sobre as complexidades da regeneração do axônio e os requisitos para a recuperação funcional após lesões na medula espinhal", disse Michael Sofroniew, MD, PhD, professor de neurobiologia na Escola de Medicina David Geffen da UCLA e autor sênior do novo estudar. “Isso destaca a necessidade não apenas de regenerar os axônios através das lesões, mas também de orientá-los ativamente para que alcancem suas regiões-alvo naturais para alcançar uma restauração neurológica significativa”.

Os autores afirmam que a compreensão de que o restabelecimento das projeções de subpopulações neuronais específicas para as suas regiões alvo naturais é uma promessa significativa para o desenvolvimento de terapias destinadas a restaurar funções neurológicas em animais maiores e humanos. No entanto, os investigadores também reconhecem a complexidade de promover a regeneração em distâncias mais longas em não roedores, necessitando de estratégias com características espaciais e temporais intrincadas. Ainda assim, concluem que a aplicação dos princípios estabelecidos no seu trabalho “irá desbloquear a estrutura para alcançar uma reparação significativa da medula espinal lesionada e poderá acelerar a reparação após outras formas de lesões e doenças do sistema nervoso central”.

A equipe de pesquisa incluiu cientistas do Instituto NeuroX, Escola de Ciências da Vida, Instituto Federal Suíço de Tecnologia (EPFL); o Departamento de Neurocirurgia do Hospital Universitário de Lausanne (CHUV) e da Universidade de Lausanne (UNIL), Centro de Neuroterapias Intervencionistas (NeuroRestore); Centro Wyss de Bio e Neuroengenharia; Departamento de Neurociência Clínica, Hospital Universitário de Lausanne (CHUV) e Universidade de Lausanne; Departamentos de Bioengenharia, Química e Bioquímica, Universidade da Califórnia, Los Angeles; Plataforma Bertarelli para Terapia Gênica, Instituto Federal Suíço de Tecnologia; Brain Mind Institute, Escola de Ciências da Vida, Instituto Federal Suíço de Tecnologia; Centro de Neurobiologia M. Kirby, Departamento de Neurologia, Hospital Infantil de Boston, Harvard Medical School, Boston; Departamento de Neurobiologia, Escola de Medicina David Geffen, Universidade da Califórnia, Los Angeles.

Este trabalho foi apoiado pela Defitech Foundation, Wings for Life, Riders4Riders, Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Swiss National Science Foundation (PZ00P3_185728 para MAA e PZ00P3_208988 para JWS); a Morton Cure Paralysis Foundation (para MAA); a Fundação ALARME (para M.A.A. e G.C); a Fundação Médica Dra. Miriam e Sheldon G. Adelson (para M.V.S., Z.H. e T.J.D.); Wings for Life (MAA, MVS, MAS e MM); Fundação Holcim-Stiftung (para J.W.S.); e os Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde (para J.W.S.). Somos gratos a J. Ravier e M. Burri pelas ilustrações e a L. Batti e I. Gantar do Advanced Lightsheet Imaging Center (ALICe) do Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Genebra. Financiamento: Este trabalho foi apoiado em parte pelos recursos e serviços do Gene Expression Core Facility e da Plataforma Bertarelli para Terapia Gênica da Escola de Ciências da Vida da EPFL.