Novo estudo mostra que algas podem oxigenar células cerebrais

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Oxigenar células cerebrais

As algas verdes injetadas (verdes) ficam dentro dos vasos sanguíneos (magenta) como um colar de pérolas. Crédito: Özugur et al./iScience

FOs ladinos têm muitas técnicas de respiração - através das guelras, pulmões e pele - dependendo de onde estão durante a vida. Agora, os cientistas alemães desenvolveram outro método que permite aos girinos “respirar”, introduzindo algas na corrente sanguínea para oxigenar as células cerebrais. O método, apresentado em 13 de outubro na revista iScience, forneceu oxigênio suficiente para resgatar neurônios no cérebro de girinos privados de oxigênio.

“As algas realmente produziram tanto oxigênio que poderiam trazer as células nervosas de volta à vida, se você quiser”, diz o autor Hans Straka da Ludwig-Maximilians-University Munich. “Para muitas pessoas, parece ficção científica, mas, afinal, é apenas a combinação certa de esquemas biológicos e princípios biológicos.”

Dr. Straka estava estudando o consumo de oxigênio em cérebros de girinos de sapos com garras africanas (Xenopus laevis), quando uma conversa durante o almoço com um botânico gerou a ideia de combinar a fisiologia vegetal com a neurociência: aproveitar o poder da fotossíntese para fornecer oxigênio às células nervosas.

A ideia não parecia rebuscada. Na natureza, as algas vivem harmoniosamente em esponjas, corais e anêmonas, fornecendo-lhes oxigênio e até nutrientes. Por que não em vertebrados como sapos?

Para explorar a possibilidade, a equipe injetou algas verdes (Chlamydomonas renhardtii) ou cianobactérias (Synechocystis) nos corações dos girinos. A cada batimento cardíaco, as algas avançavam pelos vasos sanguíneos e, por fim, alcançavam o cérebro, transformando o girino translúcido em verde brilhante. A luz brilhante sobre esses girinos levou as duas espécies de algas a bombear oxigênio para as células próximas.

Depois de distribuir as algas para o cérebro, os pesquisadores isolaram a cabeça do girino e a colocaram em um banho de espuma de oxigênio com nutrientes essenciais que preservariam o funcionamento das células, permitindo à equipe monitorar a atividade neural e os níveis de oxigênio. Conforme os pesquisadores esgotaram o oxigênio do banho, os nervos pararam de disparar e ficaram em silêncio. No entanto, iluminar a cabeça do girino reiniciou a atividade neural em 15 a 20 minutos, o que é cerca de duas vezes mais rápido do que reabastecer o banho com oxigênio sem as algas. Os nervos revividos também tiveram um desempenho tão bom ou até melhor do que antes do esgotamento do oxigênio, mostrando que o método dos pesquisadores foi rápido e eficiente.

“Conseguimos mostrar a experiência de prova de princípio com esse método. Era incrivelmente confiável e robusto e, aos meus olhos, uma bela abordagem ”, diz a Dra. Straka. “Trabalhar em princípio não significa realmente que você possa aplicá-lo no final, mas é o primeiro passo para iniciar outros estudos.”

Embora os pesquisadores pensem que suas descobertas podem algum dia levar a novas terapias para condições induzidas por derrame ou ambientes com escassez de oxigênio, como subaquático e grandes altitudes, as algas estão longe de estar prontas para entrar em nossa circulação sanguínea. O próximo passo da equipe é verificar se as algas injetadas podem sobreviver dentro de girinos vivos e continuar a produção de oxigênio sem causar uma resposta imunológica que destrua os animais.

O Dr. Straka também prevê que sua pesquisa beneficie outros laboratórios que trabalham com tecidos isolados ou organoides. A introdução de algas produtoras de oxigênio pode ajudar esses tecidos a prosperar e aumentar suas taxas de sobrevivência, reduzindo potencialmente a necessidade de animais vivos para experimentos.

Este trabalho foi apoiado pela Fundação Alemã de Ciência, pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa e pelo Centro de Neurociência de Munique.

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