Os pontos vermelhos brilhantes nesta imagem de microscopia confocal são aglomerados de partículas ORMOSIL em axônios de neurônios de mosca-das-frutas. Foto cedida por Shermali Gunawardena e PLoS One.
(PhysOrg.com) - Nas imagens de moscas-das-frutas, aglomerados de neurônios estão todos iluminados, formando uma rede brilhantemente brilhante de rodovias dentro do cérebro.
É exatamente o que Shermali Gunawardena, pesquisadora da Universidade de Buffalo, esperava ver:significava que ORMOSIL, uma nova classe de nanopartículas, penetrou com sucesso no cérebro dos insetos. E mesmo após uma exposição de longo prazo, as células e as próprias moscas permaneceram ilesas.
As partículas, que são marcados com proteínas fluorescentes, prometem ser um veículo potencial para a entrega de drogas.
Cada partícula é um recipiente, contendo cavidades que os cientistas poderiam potencialmente preencher com compostos químicos úteis ou terapias genéticas para enviar a diferentes partes do corpo humano. Gunawardena está particularmente interessada no uso de ORMOSIL - sílica modificada organicamente - para direcionar problemas dentro dos neurônios que podem estar relacionados a doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer.
O estudo recente sobre as moscas da fruta é um passo para que isso aconteça, demonstrando que a exposição de longo prazo a ORMOSIL, através da respiração e alimentação, não feriu os animais.
A pesquisa apareceu no jornal PLoS ONE em 3 de janeiro.
Um neurônio em culturas neuronais primárias geradas a partir de um cérebro de uma mosca da fruta é incandescente com ORMOSIL, uma nanopartícula com potencial para entregar drogas ao cérebro. Foto cedida por Shermali Gunawardena e PLoS One.
“Vimos que depois de alimentar essas nanopartículas nas larvas da mosca-das-frutas, o ORMOSIL estava indo principalmente para as entranhas e pele. Mas com o tempo, em moscas adultas, você podia ver isso no cérebro. Esses resultados são realmente fascinantes porque essas partículas não apresentam nenhum efeito tóxico em todo o organismo ou nas células neuronais, "disse Gunawardena, professor assistente de ciências biológicas e pesquisador do Instituto de Lasers da UB, Fotônica e Biofotônica.
As partículas de ORMOSIL que ela está investigando são uma variedade única criada por um grupo de pesquisa liderado por Paras N. Prasad, diretor executivo do instituto UB. Cada partícula contém cavidades que podem conter drogas, que pode ser liberado quando as partículas são expostas à luz.
Além de Gunawardena e Prasad, os co-autores do estudo incluem Farda Barandeh, Phuong-Lan Nguyen, Rajiv Kumar, Gary J. Iacobucci, Michelle L. Kuznicki, Andrew Kosterman e Earl J. Bergey, tudo do UB.
Gunawardena é especialista em transporte axonal. Isso envolve o movimento de proteínas motoras ao longo do axônio filamentoso dos neurônios. Esses motores moleculares, chamados kinesins e dyneins, transportar "carga", incluindo proteínas vitais de e para a sinapse e o corpo celular dos neurônios.
Filme 1:Movimento de APP-YFP dentro de um único axônio larval
Filme 2:O movimento de APP-YFP é interrompido pela expressão de proteínas polyQ patogênicas em um único axônio larval. (Clique em Ampliar)
Neste sistema de rodovias neuronais, um problema que pode ocorrer é um bloqueio axonal, que se assemelha a um engarrafamento em neurônios. As proteínas se agregam em um aglomerado ao longo do axônio.
Os pesquisadores não sabem se essas obstruções contribuem para doenças como a doença de Alzheimer ou de Parkinson, que são caracterizados por acúmulos incomuns de proteínas chamadas amilóides e corpos de Lewy.
Mas a proteína precursora amilóide envolvida na doença de Alzheimer demonstrou ter um papel no transporte axonal, e se as obstruções axonais se revelarem um indicador precoce da neurodegeneração observada na doença de Alzheimer, eliminar bloqueios pode ajudar a prevenir ou retardar o início da doença.
É aí que entra ORMOSIL:Gunawardena espera usar essas nanopartículas para direcionar drogas para congestionamentos de proteínas ao longo dos axônios, quebrando as acumulações.
Sucesso, se possível, ainda está muito longe. Mas o benefício potencial é grande. Gunawardena chama a pesquisa de "alto risco, esforço de grandes recompensas.
A próxima etapa é para sua equipe ver se eles conseguem encontrar uma maneira de forçar o ORMOSIL a se prender às proteínas motoras. (As nanopartículas, por conta deles, não se mova ao longo dos axônios.)
