Uma nova pesquisa de cientistas mostra que, quando as barreiras celulares são expostas a nanopartículas de metal, São liberados mensageiros celulares que podem causar danos ao DNA das células cerebrais em desenvolvimento. A descoberta pode ter implicações para o desenvolvimento de potenciais alvos de drogas no tratamento de doenças neurodegenerativas, incluindo doença de Alzheimer e doença de Parkinson. A pesquisa foi realizada por cientistas do Trinity College e da University of Bristol, e é publicado online esta semana em Nature Nanotechnology .

Nanopartículas são partículas muito pequenas, com tamanho de 1 a 100 nanômetros. Eles estão sendo cada vez mais usados ​​na entrega de drogas, quimioterapia, imagens e diagnósticos devido à sua capacidade de viajar dentro dos organismos, utilizando as vias celulares. Durante suas interações com as membranas celulares e internalização nas células, as principais vias e processos de sinalização são alterados. Além de afetar a saúde das células expostas diretamente, a internalização de nanopartículas também pode afetar prejudicialmente as células vizinhas de uma maneira semelhante ao efeito espectador induzido por radiação.

Para esta pesquisa em particular, cientistas cultivaram uma camada de células BeWo, um tipo de célula amplamente utilizado para modelar a barreira placentária, em um laboratório em uma membrana porosa. Essa barreira celular foi então exposta a nanopartículas de cobalto-cromo e a mídia sob a barreira foi posteriormente coletada e transferida para culturas de células cerebrais humanas, que sustentou danos ao DNA. Também foram realizadas exposições confirmatórias a camundongos maternos durante o desenvolvimento embrionário, que também descobriram que as exposições resultaram em danos ao DNA no hipocampo (parte do cérebro envolvida na aprendizagem e na memória) da prole recém-nascida.

Os cientistas demonstraram que as células nas barreiras, processou as nanopartículas por uma via celular natural, conhecido como autofagia, levando a essas células que geram moléculas de sinalização. Essas moléculas de sinalização causaram danos ao DNA das células cerebrais, astrócitos e neurônios; isto foi confirmado quando a autofagia ou IL-6 (principal mensageiro celular identificado) foi bloqueado, a quantidade de danos ao DNA foi reduzida. Essas descobertas apoiam a ideia de que os efeitos indiretos das nanopartículas nas células, como é o caso neste estudo, podem ser tão importantes quanto seus efeitos diretos ao avaliar sua segurança.

Mais importante, o dano do DNA aos neurônios dependia da presença de astrócitos. Os astrócitos são o tipo de célula mais comum no cérebro, que por anos foi pensado para ter seu papel principal como uma célula de suporte, Contudo, sabe-se agora que eles têm múltiplas funções no cérebro e podem ter efeitos positivos e negativos nos neurônios vizinhos.

Maeve Caldwell, Professor de Neurociência no Trinity College Dublin, O principal autor do estudo disse:"Os astrócitos são o tipo de célula mais comum no cérebro que, por muitos anos, foram considerados como desempenhando um papel de suporte para os neurônios. No entanto, o fato de que a mídia de barreiras celulares expostas às nanopartículas danificou apenas os neurônios quando os astrócitos estavam presentes, fornece mais evidências de que o papel dos astrócitos no cérebro vai muito além de fornecer suporte aos neurônios. Quando os astrócitos estão estressados ​​(em nossas condições experimentais), eles são capazes de danificar os neurônios vizinhos. Isso pode ter implicações para o desenvolvimento de nossa compreensão de como o comportamento dos astrócitos pode afetar a saúde neuronal em muitas condições neurodegenerativas, incluindo Alzheimer e doença de Parkinson, e, portanto, garantem seu desenvolvimento contínuo como alvos potenciais de drogas. "

Essas descobertas demonstram que o dano das nanopartículas às células cerebrais pode causar danos ao DNA que dependem dos astrócitos. Isso tem implicações para outros estudos que visam o desenvolvimento de astrócitos como potenciais alvos de drogas para doenças neurodegenerativas.