Como é feita a mielina?
A mielina é a bainha protectora lipídica enrolada à volta de um nervo. Ela funciona como um isolante, semelhante ao revestimento protetor de um fio, acelerando a transmissão elétrica de sinais ao longo de um neurônio. A mielina também desempenha um papel na manutenção da saúde dos neurônios. A função da mielina é desregulada em muitos distúrbios neurológicos, incluindo esclerose múltipla.
Oligodendrócitos são as células produtoras de mielina do sistema nervoso central. A bainha de mielina ao redor de um neurônio é parte da membrana plasmática de um oligodendrócito, e um único oligodendrócito pode mielinizar até 50 neurônios. Durante a mielinização, um oligodendrócito estica tubos de membrana em busca de um neurônio. Quando ele encontra um, ele envia os materiais de construção necessários pelos tubos e, ainda operando à distância, monta uma folha de mielina ao redor do neurônio: Composição, número de envoltórios e cobertura total de toda a matéria. Um neurônio mielinizado que perde seu revestimento não pode transmitir sinais elétricos corretamente, levando à perda do controle muscular e outros problemas neurológicos.
A bainha da mielina é feita principalmente de lipídios, incluindo esfingolípidos, que são críticos para a estrutura e função da mielina. A enzima palimitoyltransferase serina, ou SPT, produz a espinha dorsal de todos os esfingolipídios, e a proteína ORMDL ligada à membrana monitora os níveis de esfingolipídios e regula a atividade do SPT. A atividade da ORMDL deve ser precisa: A produção muito pequena de esfingolipídios impede a mielinização e muito pode ser tóxica.
Binks Wattenberg, um professor de bioquímica e biologia molecular da Universidade da Virginia Commonwealth, estuda biogênese de membrana e agora se concentra na biogênese lipídica. “Estou muito curioso sobre como a célula sabe quando fazer esfingolipídeo e quando parar”, disse Wattenberg. “Acho que ORMDL pode ser a chave para responder a essa pergunta.”
A vizinha do laboratório do lado de Wattenberg, Carmen Sato-Bigbee, uma professora do mesmo departamento, estuda mielinização, com foco em oligodendrócitos. As duas uniram forças para estudar o papel da biossíntese esfingolipídica na mielinização no desenvolvimento do cérebro. Eles relatam seus resultados recentes no Journal of Lipid Research.
Para descobrir a dinâmica do conteúdo e síntese dos esfingolipídios durante a mielinização, a equipe de Wattenberg e Sato-Bigbee trabalhou com cérebros de ratos recém-nascidos, porque a mielinização de pico ocorre diretamente após o nascimento. Apenas uma em cada cinco células do cérebro é um oligodendrócito, por isso a equipa isolou estas células produtoras de mielina para as suas experiências.
Os investigadores descobriram que uma grande parte dos esfingolípidos presentes nos oligodendrócitos durante a mielinização têm uma espinha dorsal atipicamente longa – uma cadeia de 18 carbonos em vez de uma cadeia de 16 carbonos. “A espinha dorsal da cadeia de 18-carbono aponta para uma mudança na composição lipídica durante a mielinização, o que pode explicar as propriedades isolantes da mielina”, disse Wattenberg. “No trabalho futuro, queremos olhar para o papel de cada tipo de esfingolipídeo na mielinização”
O estudo também descobriu que a atividade do SPT aumenta nos primeiros dias de mielinização e depois começa a diminuir. A atividade ORMDL não é mensurável, mas a equipe deduziu que a expressão da isoforma ORMDL varia ao longo do tempo. Essas descobertas abrem o caminho para experiências futuras.
“O controle da biossíntese esfingolipídica é fundamental para a mielinização, e entender como este processo funciona nos permitirá alterá-lo em tratamentos futuros”, disse Wattenberg. “Nosso objetivo do pie-in-the-sky é entender tão bem a biossíntese de esfingolipídios que possamos reprogramar oligodendrócitos e reverter a desmielinização em doenças degenerativas da mielinização como a EM”.