Esses produtos químicos estão entre uma ampla variedade de sinais que são processados no cérebro através de receptores acoplados à proteína G (GPCRs), proteínas que estão à superfície dos neurónios para receber mensagens – na forma de proteínas, açúcares, gorduras e mesmo luz – que informam o comportamento celular.

Os GPCRs estão envolvidos em inúmeras funções biológicas, o que os torna o alvo principal para o tratamento de doenças – mais de um terço dos medicamentos aprovados pela FDA têm como alvo os GPCRs. Mas para compreender completamente como as várias moléculas interagem com os GPCRs, os investigadores têm de ser capazes de detetar essas moléculas em todo o cérebro com alta resolução espacial.

Segundo Peng Li, a maioria das ferramentas existentes pode detetar um modulador neural numa pequena parte do cérebro com alta resolução espacial ou em todo o cérebro com resolução muito baixa, mas é preciso identificar as células que respondem aos neuromoduladores em diversas regiões do cérebro, em alta resolução.

No estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os especialistas revelaram uma nova ferramenta química que atinge ambos os objetivos para três produtos químicos que têm como alvo os GPCRs.

No laboratório foi utilizada engenharia de proteínas para desenvolver tecnologias que podem detetar como as moléculas sinalizadoras viajam no interior do cérebro para alcançar e interagir com neurónios específicos. Anteriormente, havia sido criada uma ferramenta para revelar a presença de opioides, outro parceiro de ligação do GPCR, a nível celular.

Quando a molécula é detetada, a ferramenta cria uma marca fluorescente permanente nas células. Desta forma, os investigadores podem ver as células específicas destacadas, assim como a imagem completa das células do cérebro.

Este trabalho amplia a utilidade desse sensor para detetar vários tipos de ativadores GPCR, além dos opioides. Até agora, a equipa testou a ferramenta com opioides e epinefrina em cultura de neurónios e em modelos de ratinhos.
A ferramenta também foi preparada para usar fluorescência verde e vermelha, permitindo a descoberta de múltiplas moléculas ao mesmo tempo. O objetivo final é estudar as interações de diferentes vias de sinalização em simultâneo.

Os especialistas alertam que embora a ferramenta revele visualizações importantes de como os sinais viajam através dos neurónios para análise post-mortem, não pode ser usada para identificar produtos químicos em tempo real, pois a fluorescência demora várias horas a aparecer. No entanto, ajuda a melhorar a compreensão da sinalização neuronal e do papel dos GPCRs como alvos de medicamentos.