Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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Ciência

Imagens inéditas em 3D de neurônios em cérebros saudáveis e com epilepsia

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Resultados abrem novas perspectivas para estudos de doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento


A compreensão completa do funcionamento do cérebro, de seu desenvolvimento e eventual degeneração, depende da avaliação do número de neurônios, sua organização espacial e a forma como se conectam uns com os outros. No entanto, esse estudo da arquitetura cerebral no nível de células individuais ainda é um grande desafio na neurociência.

Assim, Matheus de Castro Fonseca, do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), e colaboradores utilizaram as instalações do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para obter pela primeira vez imagens tridimensionais em alta resolução de parte do circuito neuronal, observado diretamente no cérebro e com resolução celular.

Imagem de microtomografia de raios X do córtex cerebral mostrando a segmentação de neurônios individuais. Cada cor representa um único neurônio ou um grupo de neurônios.

Os pesquisadores utilizaram a Linha de Luz IMX de Microtomografia de Raios X do LNLS, associada ao protocolo Golgi-Cox de coloração de neurônios com mercúrio, que provou ser uma eficiente ferramenta não-destrutiva para o estudo do sistema nervoso. A combinação permitiu observar os pontos de conectividade e a morfologia detalhada de uma região cerebral, sem a necessidade de corte ou limpeza do tecido.

Esse mapeamento dos neurônios em tecidos saudáveis e doentes deve permitir a busca de soluções para doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento. Como exemplo dessa possibilidade, o trabalho apresenta pela primeira vez em 3D a morte neuronal em um modelo animal de epilepsia.

Os pesquisadores trabalham agora para estender a técnica a modelos animais de doença de Parkinson. A intenção é compreender melhor os mecanismos celulares envolvidos no surgimento e na progressão da doença. No futuro, a partir da inauguração da nova fonte brasileira de luz sincrotron, Sirius, os pesquisadores acreditam que será possível a obtenção de imagens no nível subcelular, ou seja, imagens do interior dos neurônios.

Repercussão: Esta pesquisa foi destaque em reportagem do jornal Folha de S.Paulo, no Jornal Nacional da Rede Globo e no Jornal da Band da Rede Bandeirantes.

Fonte: Matheus de Castro Fonseca, Bruno Henrique Silva Araujo, Carlos Sato Baraldi Dias, Nathaly Lopes Archilha, Dionísio Pedro Amorim Neto, Esper Cavalheiro, Harry Westfahl Jr, Antônio José Roque da Silva, Kleber Gomes Franchini, High-resolution synchrotron-based X-ray microtomography as a tool to unveil the three-dimensional neuronal architecture of the brain, Scientific Reports 8, 12074 (2018). DOI:10.1038/s41598-018-30501-x