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| STANFORD Optogenetics, tested in rodents, can control electrical activity in a few carefully selected neurons, and may hold new insights into our disorders. |
A optogenética é uma técnica que permite aos
cientistas ligar e desligar as células do cérebro com uma combinação de
manipulação genética e pulsos luminosos, numa atividade que vai além da
observação. As ferramentas da optogenética estão permitindo aos cientistas
encontrar e controlar neurônios que, por exemplo, regulam um tipo de agressão
em moscas-das-frutas. A esperança é que essa ferramenta revele mecanismos do
funcionamento cerebral do inseto que tenham equivalentes no cérebro humano.
Há um ano, o presidente Barack Obama anunciou
investimentos em uma pesquisa de mapeamento da atividade cerebral, com recursos
de US$ 100 milhões no primeiro ano. A quantia é pequena se comparada aos US$
4,5 bilhões que os Institutos Nacionais de Saúde (NIH, na sigla em inglês)
gastam anualmente em neurociência, mas ajudará a promover a investigação sobre
o cérebro e o mapeamento de seus caminhos, a começar por criaturas pequenas,
como as moscas.
Cori Bargmann, da Universidade Rockefeller, em Nova
York, é o responsável por definir as prioridades do NIH em sua participação
nessa iniciativa de estudo do cérebro. Para ela, a optogenética é um grande
exemplo de como a tecnologia pode fomentar o progresso científico. "A
optogenética é a coisa mais revolucionária que aconteceu na neurociência nas
últimas duas décadas", disse.
No cerne de toda a optogenética estão as proteínas
chamadas opsinas. Elas são encontradas nos olhos de seres humanos, em micróbios
e em outros organismos. Quando a luz incide numa opsina, ela absorve um fóton e
se altera.
No começo dos anos 2000, uma melhora na engenharia
de vírus permitiu que os genes de opsinas fossem encaixados em células nervosas
sem causar danos.
Em 2005, Karl Deisseroth, Edward Boyden, Feng
Zhang, Ernst Bamberg e Georg Nagel publicaram um estudo mostrando que uma
opsina chamada canalrodopsina 2 poderia ser usada para acionar neurônios de
mamíferos com luz azul. Foi um avanço, mas já havia antecedentes. Em 2002, Gero
Miesenböck, atualmente em Oxford, e Boris Zemelman, atualmente na Universidade
do Texas, provaram que a optogenética poderia funcionar. O sucesso da
descoberta foi demonstrado usando opsinas da mosca-das-frutas para acionar
neurônios de camundongos cultivados em laboratório.
Ehud Isacoff, da Universidade da Califórnia, em
Berkeley, analisou o desenvolvimento da optogenética recentemente, após a
entrega do Prêmio Europeu do Cérebro de 2013 para seis pessoas, incluindo
Deisseroth e Boyden, por seus trabalhos em optogenética.
O grupo de Deisseroth, disse Isacoff, concentrou-se
nas opsinas microbianas, baseando-se nos estudos dos cientistas Bamberg, Nagel
e Peter Hegemann, da Universidade Humboldt, em Berlim. Eles descobriram como
introduzir uma dessas opsinas de forma segura nos neurônios de mamíferos, para
que esses neurônios respondessem com força à luz.
Logo depois, o laboratório de Stefan Herlitze, da
Universidade do Ruhr-Bochum, na Alemanha, divulgou um resultado semelhante.
Deisseroth destacou, no entanto, que aquela pesquisa envolvia apenas células em
cultura. Ainda havia muitas perguntas. "Como introduzir a luz no fundo do
cérebro? Como mirar nesses genes? Isso irá controlar o comportamento? Será
capaz de ativar e desativar comportamentos?"
Os pesquisadores agora estão desenvolvendo técnicas
que, escreveu Isacoff, foram usadas para estudar ondas cerebrais, memória,
fome, dependência, agressão, namoro, modalidades sensoriais e comportamento
motor.
Em 2013, ao mesmo tempo em que prosseguia com o
desenvolvimento de técnicas da optogenética, o laboratório Deisseroth produziu
outra técnica. Ele e Kwanghun Chung deixaram os cérebros de camundongos
totalmente transparentes, com um método chamado Clarity. Cérebros de
camundongos foram embebidos em um hidrogel, substância bastante conhecida dos
químicos, mas nunca antes usada na neurociência. O método deixa o tecido
cerebral transparente, mas ainda disponível para testes bioquímicos.
O objetivo de Deisseroth continua sendo o de
encontrar uma maneira de ajudar as pessoas com doença mental severa ou
anomalias do cérebro. Recentemente, ele propôs formas para que a optogenética,
o Clarity e outras técnicas possam ser usadas com esse fim.
A optogenética é uma ferramenta crucial na
compreensão de funções. O Clarity, por outro lado, é uma ajuda para o
mapeamento básico da estrutura, o que, segundo ele, é tão importante de
entender quanto a atividade. "Já apliquei a eletroconvulsoterapia -eu sei
que podemos aplicar essa terapia e causar convulsão generalizada [em que toda a
atividade cerebral é perturbada]", diz ele. "Em poucos minutos, a pessoa volta por
completo. Volta de onde? Da estrutura", disse.
Fonte: Folha de SP on line –
Por James Gorman do “ New York Times”
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