Pesquisadores criaram uma proteína que detecta sinais sutis de glutamato entre neurônios, revelando um aspecto previamente oculto da comunicação cerebral. Esta ferramenta permite a observação em tempo real de como as células cerebrais processam informações de entrada, potencialmente avançando estudos sobre aprendizado, memória e transtornos neurológicos. Os achados, publicados na Nature Methods, destacam um avanço na neurociência.
Os neurônios do cérebro se comunicam por meio de sinais elétricos e químicos, mas até agora, os cientistas só podiam observar as mensagens elétricas de saída, deixando as trocas químicas de entrada amplamente invisíveis. Um novo sensor de proteína, iGluSnFR4 —pronunciado 'glue sniffer'—, muda isso ao capturar liberações fracas de glutamato nas sinapses em tempo real. O glutamato, o principal neurotransmissor excitatório do cérebro, é crucial para processos como aprendizado e memória, mas seus sinais breves e fracos têm sido difíceis de medir.
Desenvolvido por equipes no Allen Institute e no Janelia Research Campus da HHMI, o iGluSnFR4 atua como um indicador molecular sensível o suficiente para detectar até os menores eventos sinápticos. Isso permite que os pesquisadores vejam como neurônios individuais integram milhares de entradas antes de decidir disparar, lançando luz sobre computações cerebrais complexas subjacentes a pensamentos e decisões.
"É como ler um livro com todas as palavras embaralhadas e não entender a ordem das palavras ou como elas estão organizadas", explicou Kaspar Podgorski, autor principal e cientista sênior no Allen Institute. "O que inventamos aqui é uma maneira de medir a informação que entra nos neurônios de diferentes fontes, e isso tem sido um elemento crítico ausente na pesquisa em neurociência."
A ferramenta também promete para a pesquisa de doenças. Disrupções na sinalização do glutamato estão implicadas em condições como doença de Alzheimer, esquizofrenia, autismo e epilepsia. Ao monitorar precisamente esses sinais, os cientistas podem entender melhor os mecanismos das doenças e testar terapias potenciais.
A colaboração foi fundamental para o sucesso do sensor. "O sucesso do iGluSnFR4 resulta da nossa colaboração próxima iniciada no Janelia Research Campus da HHMI entre a equipe do GENIE Project e o laboratório de Kaspar", disse Jeremy Hasseman, cientista no Janelia. A proteína agora está disponível para pesquisadores via Addgene, fomentando um uso mais amplo na neurociência.
Este avanço preenche uma lacuna na observação de conversas neurais completas, indo além de visões fragmentadas para insights abrangentes sobre a função cerebral.
