Astrócitos limpam sinapses para manter a plasticidade do cérebro

Fagocitose de sinapses no hipocampo de camundongo: Pré-sinapses em verde, astrócitos em branco e microglia em azul. As pré-sinapses fagocitadas pela glia aparecem em vermelho.
[Imagem: Joon-Hyuk Lee et al. - 10.1038/s41586-020-03060-3]

Limpeza do cérebro

Enquanto o cérebro está se desenvolvendo, constantemente são geradas novas conexões neuronais, chamadas sinapses, à medida que a pessoa aprende e se lembra do que aprendeu antes.

Conexões importantes - aquelas que são introduzidas repetidamente, como evitar o perigo, por exemplo - são nutridas e reforçadas, enquanto as conexões consideradas desnecessárias são podadas, ou descartadas.

Os cérebros adultos também passam por podas semelhantes, mas não está claro como ou por que as sinapses no cérebro adulto são eliminadas. O consenso científico até agora é que a microglia funciona como uma espécie de "lixeiro do cérebro", limpando as conexões desnecessárias.

Agora, pesquisadores descobriram o mecanismo subjacente a esse aspecto da plasticidade cerebral, o que poderá ajudar no tratamento de distúrbios neurológicos.

"Usando novas ferramentas, mostramos, pela primeira vez, que são os astrócitos, e não a microglia, que eliminam constantemente as conexões sinápticas excitatórias excessivas e desnecessárias em resposta à atividade neuronal. Nosso artigo desafia o consenso geral neste campo de que a microglia é a principal fagocitadora de sinapses que controla os números das sinapses no cérebro," disse o Dr. Won-Suk Chung, do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul.

Fagocitose

A massa cinzenta do cérebro contém microglia e astrócitos, duas células complementares que, entre outras coisas, dão sustentação aos neurônios e às sinapses.

As células microgliais são uma defesa imunológica da linha de frente, responsáveis por comer patógenos e células mortas, e os astrócitos são células em forma de estrela que ajudam a estruturar o cérebro e manter a homeostase, ajudando a controlar a sinalização entre os neurônios. Em geral, os cientistas acreditam que a microglia coma sinapses como parte de seu esforço de limpeza em um processo conhecido como fagocitose.

"Por meio desse processo, nós demonstramos que, pelo menos na região CA1 do hipocampo adulto, os astrócitos são os principais responsáveis pela eliminação das sinapses, e essa função astrocítica é essencial para controlar o número e a plasticidade das sinapses.

"Nossas descobertas têm implicações profundas para nossa compreensão de como os circuitos neurais mudam durante o aprendizado e a memória, bem como em doenças. As mudanças no número de sinapses têm forte associação com a prevalência de vários distúrbios neurológicos, como distúrbio do espectro do autismo, esquizofrenia, demência frontotemporal e várias formas de convulsões," disse Chung.