A comunicação cérebro-intestino em vermes demonstra como órgãos podem trabalhar juntos para regular vida útil

março 1, 2018
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Ann Arbor – Nossos corpos não estão apenas passivamente envelhecendo.

As células e os tecidos utilizam continuamente informações dos nossos ambientes – e uns dos outros – para coordenar ativamente o processo de envelhecimento. Um novo estudo do Instituto de Ciências da Vida, da Universidade de Michigan, revela agora como algumas dessas conversas cruzadas entre tecidos ocorrem em um modelo comum de organismo.

Pesquisas recentes mostraram que a sinalização entre o intestino e o cérebro pode regular uma variedade de processos biológicos. Até agora, a pesquisa se concentrou principalmente em como os sinais do intestino podem afetar as funções neurológicas, incluindo algumas doenças neurodegenerativas. Muito menos se sabe sobre como o cérebro se comunica com o intestino para afetar determinado processo biológico, como o envelhecimento.

O professor do LSI, Shawn Xu, que também ensina fisiologia molecular e integrativa na Faculdade de Medicina da U-M, e seus colaboradores queriam determinar como os sinais do cérebro podem afetar o envelhecimento dos vermiformes, conhecidos como Caenorhabditis elegans. Como seu sistema nervoso é tão bem mapeado, esses minúsculos vermes oferecem pistas sobre como os neurônios enviam e recebem informações em outros organismos, incluindo humanos.

Os pesquisadores descobriram que a comunicação do intestino cerebral leva ao “eixo do envelhecimento”, segundo Xu, onde o cérebro e os intestinos trabalham juntos para regular a longevidade do verme. Os resultados acabam se ser publicados na revista Genes & Development.

Usando diferentes temperaturas ambientais, que são conhecidas por afetar a vida útil dos vermiformes, os pesquisadores investigaram como os neurônios processam informações sobre a temperatura externa e transmitem essa informação para outras partes do corpo. Eles identificaram dois tipos diferentes de neurônios – um que detecta o calor e outro, a frieza – que agem na mesma proteína no intestino, dizendo para diminuir ou acelerar o processo de envelhecimento.

Quando o neurônio sensível ao frio detecta uma queda de temperatura, ele desencadeia uma cadeia de comunicação que, em última instância, libera serotonina no intestino do verme. Esta serotonina leva a uma proteína conhecida por regular a idade, a DAF-16, a aumentar sua atividade e aumentar a longevidade do verme.

O neurônio sensível ao calor, em contraste, envia um composto semelhante à insulina para o intestino. Lá, bloqueia a atividade da mesma proteína DAF-16, reduzindo a vida útil do verme.

Usando estes dois caminhos, o cérebro é capaz de processar pistas do ambiente externo e, em seguida, usar essa informação para se comunicar com o intestino sobre o envelhecimento. Além disso, esses sinais podem ser transmitidos do intestino para outras partes do corpo, permitindo que os neurônios regulem o envelhecimento em todo o corpo.

E porque muitos dos principais “jogadores” dessas reações são conservados em outras espécies, Xu acredita que essa pesquisa pode ter implicações além dos vermiformes.

“Das nossas descobertas, fica claro que o cérebro e o intestino podem trabalhar juntos para detectar informações relacionadas ao envelhecimento e depois divulgar essas informações para outras partes do corpo,” disse Xu. “Nós acreditamos que é provável que esse tipo de eixo de sinalização possa coordenar o envelhecimento não apenas nos C. elegans, mas também em muitos outros organismos.”

O título da pesquisa em inglês é “Brain-gut communications via distinct neuroendocrine signals bi-directionally regulate longevity in C. elegans,” DOI: 10.1101 / gad.309625.117.