Uma equipe internacional de cientistas deu um passo importante para obter uma melhor compreensão do funcionamento interno do cérebro, incluindo os processos moleculares que podem desempenhar um papel nos distúrbios neurológicos.

A equipe de pesquisa usou um novo biossensor para rastrear opticamente os movimentos do neurotransmissor glicina - uma molécula sinalizadora no cérebro - pela primeira vez.

O principal pesquisador, Professor Colin Jackson, da Universidade Nacional Australiana (ANU), disse que o novo estudo ajudaria os cientistas a obter mais informações sobre distúrbios neurológicos que ocorrem devido à atividade disfuncional do neurotransmissor.

"Para entender como o cérebro funciona no nível molecular e como as coisas podem dar errado, precisamos entender a liberação e captação de neurotransmissores, "disse o professor associado Jackson da ANU Research School of Chemistry.

"Os neurotransmissores são muito pequenos para serem vistos diretamente, então fizemos um novo biossensor para eles. "

A glicina é um neurotransmissor do sistema nervoso central, incluindo no córtex, medula espinhal, tronco cerebral e retina. Ele desempenha um papel na comunicação e aprendizagem neuronal, e também no processamento de informações motoras e sensoriais que permitem o movimento, visão e audição.

A equipe de pesquisa projetou e fez uma proteína para ligar a glicina e fundiu-a com duas outras proteínas que são fluorescentes.

"Quando a proteína de ligação se liga à glicina, as proteínas fluorescentes mudam suas posições relativas e vemos uma mudança na fluorescência que podemos monitorar com um microscópio especial, "Professor associado Jackson disse.

"Antes, não havia como visualizar a atividade da glicina no tecido cerebral - podemos fazer isso agora, o que é emocionante.

"No futuro, queremos fazer sensores para outros neurotransmissores e usar nosso sensor para observar a base molecular de certos distúrbios neurológicos. "

A pesquisa foi financiada pelo Human Frontiers in Science Fellowship Program, que financiou a equipe do Professor Associado Jackson na ANU e pesquisadores da Universidade de Bonn na Alemanha e do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria.

A equipe do professor Christian Henneberger na Universidade de Bonn, na Alemanha, ajudou no projeto do sensor e desenvolveu as técnicas para usar o novo biossensor em tecido cerebral vivo. Isso permitiu que eles vissem como os níveis de glicina mudam em tempo real na atividade neuronal de resposta e como a glicina é distribuída no tecido cerebral vivo.

"O sensor nos permitiu testar diretamente hipóteses importantes sobre a sinalização da glicina. Também descobrimos que, inesperadamente, os níveis de glicina mudam durante a atividade neuronal que induz mudanças sinápticas relacionadas ao aprendizado, "Professor Henneberger disse.

"Estamos acompanhando nosso estudo explorando ainda mais os mecanismos que governam a influência da glicina no processamento de informações no cérebro saudável e também em modelos de doenças."

A pesquisa é publicada em Nature Chemical Biology .