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A descoberta do cérebro da rã pode pavimentar a maneira para reparar defeitos congénitos nos seres humanos

Um estudo novo no cérebro da rã pode conduzir às maneiras inovativas de reparar inabilidades congenitais nos seres humanos.

Uma equipe dos pesquisadores da universidade dos topetes, do Universitat de Valência, e da Universidade de Harvard descobriu que os cérebros dos embriões se tornando da rã danificados pela exposição da nicotina podem ser reparados usando os “ionoceuticals” que podem ajudar na recuperação de testes padrões bioelectric no embrião.

O estudo, que foi publicado nas fronteiras do jornal da neurociência celular, destaca a possibilidade de estratégias do tratamento baseadas em restaurar o modelo ou o mapa bioelectric para a revelação embrionária. O estudo pode pavimentar a maneira para desenvolver drogas e terapias para ajudar no futuro defeitos congénitos em reparo.

Os defeitos induzidos nicotina no cérebro do embrião da rã (centro) podem ser salvados transplantando um HCN2 que expressa a correcção de programa no embrião longe do cérebro. Os embriões tratados são observados para ter a morfologia normal e a função do cérebro (direitas). A ideia da cabeça normal do embrião é mostrada na esquerda. Os resultados semelhantes são considerados quando os embriões nicotina-expor são tratados com as drogas ionoceutical. (FB = forebrain; MB = midbrain; CRÉDITO Vaibhav Pai do HB = do hindbrain), universidade dos topetes
Os defeitos induzidos nicotina no cérebro do embrião da rã (centro) podem ser salvados transplantando um HCN2 que expressa a correcção de programa no embrião longe do cérebro. Os embriões tratados são observados para ter a morfologia normal e a função do cérebro (direitas). A ideia da cabeça normal do embrião é mostrada na esquerda. Os resultados semelhantes são considerados quando os embriões nicotina-expor são tratados com as drogas ionoceutical. (FB = forebrain; MB = midbrain; Crédito de imagem do HB = do hindbrain): Vaibhav Pai, universidade dos topetes

Que são testes padrões bioelectric?

Sinais Bioelectrical entre pilhas controle e a revelação embrionária do cérebro do guia. Os estudos precedentes mostraram que manipular estes sinais pode reparar defeitos genéticos e induzir a revelação do tecido de cérebro saudável.

Em um estudo publicou no jornal da neurociência em 2015, os mesmos cientistas revelou que a sinalização bioelectric controla a actividade da pilha dois que reprogramming os factores, que testaram em embriões agarrados africano da rã.

A equipe encontrou que as pilhas se comunicam mesmo em distâncias longas no embrião usando sinais bioelectrical. As pilhas usam estes dados para saber onde formar um cérebro e grande os cérebros devem ser.

Os resultados de seu estudo actual foram baseados em sua pesquisa precedente sobre sinais bioelectric.

Efeitos da nicotina no cérebro

Agora, a equipe apontou ver como os sinais bioelectric podem ajudar a reparar o cérebro danificado pela nicotina.

A nicotina é um estimulante e um alcalóide poderoso do parasympathomimetic que seja produzido naturalmente na família do nightshade das plantas. A nicotina é altamente aditiva. É uma das drogas o mais geralmente abusadas. O uso terapêutico preliminar da nicotina está tratando a dependência da nicotina para eliminar o fumo.

Uns estudos mais adiantados mostraram que a nicotina pode interromper os testes padrões elétricos normais no cérebro de um embrião crescente. Encontrou-se que pode reduzir o contraste do modelo bioelectric, que é um mapa de níveis de tensão diferentes em torno das pilhas. Este mapa ajuda e guia ao teste padrão e ao crescimento dos órgãos e dos tecidos.

A nicotina nos seres humanos foi amarrada aos vários efeitos sanitários, incluindo a morte fetal intra-uterino, a desordem da hipersensibilidade do deficit de atenção (ADHD), a morte infantil repentina, e outros deficits cognitivos da função. Pode igualmente afectar a memória do infante e as capacidades de aprendizagem.

Resultados do estudo

No estudo, os pesquisadores aplicaram a nicotina aos embriões tornando-se da rã para gerar defeitos neurais. Querem determinar as intervenções específicas que podem inverter os efeitos prejudiciais do produto químico. No estudo precedente, a equipe identificou um elemento específico na sinalização elétrica natural que controla a revelação do cérebro - o channel-2 nucleotide-bloqueado cíclico hyperpolarization-ativado (HCN2), que podia restaurar os testes padrões bioelectric.

Em 2015, a equipe tentou reparar os defeitos usando um formulário da terapia genética que altera a expressão de HCN2. Contudo, no estudo actual, nenhum gene foi usado. Em lugar de, a equipe encontrou que os mesmos efeitos podem ser conseguidos usando drogas pequenas da molécula para estimular os canais HCN2 que estão já actuais dentro do embrião. Em seguida, a equipe demonstrou que podem restaurar a informação de modelação elétrica que vigia a revelação do cérebro de um lugar distante no embrião.

Michael Levin, autor do estudo, e um professor de Vannevar Bush da biologia na universidade dos topetes disse que o estudo é uma descoberta em impedir defeitos e defeitos congénitos de câmara de ar neural nos embriões. Mais, adicionou que quando a equipe impulsionou a expressão de HCN2 em uma distância do cérebro, como em regiões não-neurais, podiam ainda impedir ou reparar os defeitos no cérebro.

“As instruções para construir um animal inteiramente crescido, incluindo os órgãos tão complexos quanto o cérebro, são distribuídas entre todas as pilhas do embrião. Estes resultados sugerem que nós não possamos ter que visar directamente a região danificada, e nós podemos usar drogas em vez da manipulação genética, que abre muitas oportunidades para o desenvolvimento biomedicável,” Levin adicionamos.

Drogas terapêuticas que activaram HCN2

Os resultados do estudo conduziram os cientistas pensar que pode haver uma droga que activasse HCN2. Podem usar a droga para impedir defeitos no embrião.

Presentemente, duas drogas podem activar HCN2 - gabapentin, e lamotrigine. São já aprovados pelo FDA e são seguro-à-uso.

Para testar sua hipótese, a equipe exps os embriões à nicotina e tratou-os com as drogas durante as várias fases da revelação embrionária.

A equipe descobriu que isso 68 por cento dos girinos que não foram tratados com as drogas tiveram defeitos do cérebro. Por outro lado, os embriões que foram tratados com a qualquer uma das drogas tiveram uma redução de defeitos do cérebro. Sobre somente 10 por cento das rãs tratadas com o lamotrigine e 16 por cento daqueles tratados com o gabapentin teve defeitos do cérebro.

“Nossos resultados e modelo quantitativo identificam um mecanismo de controle morfogenético poderoso que poderia ser visado pela medicina regenerativa futura que explora as drogas de modulação do canal do íon aprovadas para o uso humano,” a equipe concluída no estudo.

Journal references:
  • Pai, V.P. Lemire, J.M., Pare, J.F.,Lin, G., Chen, Y., and Levin, M. (2015) Endogenous Gradients of Resting Potential Instructively Pattern Embryonic Neural Tissue via Notch Signaling and Regulation of Proliferation. Journal of Neuroscience. https://www.jneurosci.org/content/35/10/4366
  • Pai, V., Cervera, J., Mafe, S., Willocq, V., Lederer, E., and Levin, M. (2020). HCN2 Channel-Induced Rescue of Brain Teratogenesis via Local and Long-Range Bioelectric Repair. Frontiers in Cellular Neuroscience. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncel.2020.00136/full
Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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