p Eficaz, específico, com ação reversível e não prejudicial:o identikit do biomaterial perfeito parece corresponder aos flocos de grafeno, objeto de um novo estudo realizado pela SISSA - Escola Internacional de Estudos Avançados de Trieste, Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) de Barcelona, e o National Graphene Institute da University of Manchester, como parte do projeto European Graphene Flagship. Este nanomaterial demonstrou a capacidade de interagir com as funções do sistema nervoso em vertebrados de uma maneira muito específica, interromper a formação de um processo patológico que leva a comportamentos relacionados à ansiedade. p "Nós mostramos anteriormente que quando os flocos de grafeno são entregues aos neurônios, eles interferem espontaneamente com as sinapses excitatórias, evitando transitoriamente a liberação de glutamato dos terminais pré-sinápticos, "diz Laura Ballerini da SISSA, o líder da equipe que realizou o estudo de pesquisa "O óxido de grafeno previne a plasticidade sináptica disfuncional da amígdala lateral e reverte o comportamento de ansiedade de longa duração em ratos, "publicado recentemente em Biomateriais .

p Os pesquisadores investigaram se essa redução na atividade sináptica era suficiente para modificar comportamentos relacionados, em particular os patológicos que se desenvolvem devido a uma hiperfunção transitória e localizada das sinapses excitatórias. Essa abordagem fortaleceria a estratégia de direcionamento seletivo e transitório de sinapses para prevenir o desenvolvimento de patologias cerebrais, usando os chamados tratamentos medicamentosos precisos.

p Para testar essa hipótese, a equipe se concentrou no transtorno de estresse pós-traumático (PTSD) e realizou os experimentos em duas fases, in vivo e in vitro.

p “Analisamos comportamentos defensivos causados ​​em ratos pela presença de um predador, usando a exposição ao odor de gato, para induzir uma memória aversiva, "explica Audrey Franceschi Biagioni da SISSA, o primeiro autor do estudo. “Se exposto ao odor de predador, o rato tem uma resposta defensiva, escondendo-se, e esta experiência está tão bem impressa na memória, que quando o animal é colocado no mesmo contexto, mesmo seis dias depois, o animal se lembra do odor do predador e age da mesma forma protetora. Este é um modelo conhecido e consolidado, que usamos para reproduzir um comportamento de estresse. A exposição ao predador pode modificar as conexões neuronais - um fenômeno que é tecnicamente conhecido como plasticidade - e aumenta a atividade sináptica em uma área específica da amígdala que, portanto, representou o alvo de nosso estudo para testar os efeitos do nanomaterial. "

p Laura Ballerini acrescenta, "Nossa hipótese é que os flocos de grafeno que mostramos inibem temporariamente as sinapses excitatórias (sem causar inflamação, danos aos neurônios ou outros efeitos colaterais) poderiam ser injetados na amígdala lateral quando a plasticidade associada à memória estivesse consolidada. Se o nanomaterial foi eficiente no bloqueio de sinapses excitatórias, deve inibir a plasticidade e diminuir a resposta relacionada à ansiedade. E foi o que aconteceu:os animais que receberam flocos de grafeno, depois de seis dias, 'esqueceu' as respostas relacionadas à ansiedade, resgatando seu comportamento. "

p A segunda parte da pesquisa foi realizada in vitro. "In vivo, pudemos observar apenas mudanças comportamentais e não pudemos avaliar o impacto dos flocos de grafeno nas sinapses, "explica Giada Cellot, pesquisadora do SISSA e primeira autora do estudo juntamente com Audrey Franceschi Biagioni. "Os experimentos in vitro permitiram trabalhar em um modelo simplificado, para obter uma visão sobre os mecanismos pelos quais os flocos de grafeno podem interagir com os neurônios. Usamos culturas neuronais obtidas da amígdala, a região do cérebro onde ocorre a resposta ao estresse, e observamos que os efeitos dos nanomateriais eram específicos para as sinapses excitatórias e uma curta exposição aos flocos de grafeno poderia prevenir a plasticidade patológica das sinapses. "

p Graças a essas descobertas, flocos de grafeno têm mostrado seu potencial como nanoferramentas (ferramentas biomédicas compostas por nanomateriais) que podem atuar de forma específica e reversível na atividade sináptica para interromper um processo patológico e, portanto, podem ser utilizadas também para transportar drogas ou para outras aplicações no campo da medicina de precisão.