Prêmio de Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais 2024

O McKnight Endowment Fund for Neuroscience selecionou quatro projetos para receber o Prêmio Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais de 2024. Os prêmios totalizarão $1,2 milhões para pesquisas sobre a biologia de doenças cerebrais, com cada projeto recebendo $100.000 por ano em cada um dos próximos três anos, totalizando $300.000 financiados por projeto.

Os prêmios Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais (NBD) apoiam pesquisas inovadoras de cientistas norte-americanos que estudam doenças neurológicas e psiquiátricas. Os prêmios incentivam a colaboração entre a neurociência básica e clínica para traduzir descobertas laboratoriais sobre o cérebro e o sistema nervoso em diagnósticos e terapias para melhorar a saúde humana.

Uma área adicional de interesse é a contribuição do meio ambiente para os distúrbios cerebrais. O estresse ambiental no início da vida é um poderoso fator predisponente para distúrbios neurológicos e psiquiátricos posteriores. Estudos mostram que as comunidades de cor correm maior risco de sofrer estes factores de stress, que vão desde os ambientais (por exemplo, clima, nutrição, exposição a produtos químicos, poluição) até aos sociais (por exemplo, família, educação, habitação, pobreza). Do ponto de vista clínico, compreender como os fatores ambientais contribuem para as doenças cerebrais é essencial para o desenvolvimento de terapias eficazes.

“Desde a expansão da nossa compreensão de como as doenças cerebrais se desenvolvem até a exploração de novas terapias para distúrbios cerebrais, os pesquisadores escolhidos para o prêmio deste ano estão abrindo caminhos importantes na pesquisa neurológica sobre doenças neurológicas”, disse Ming Guo, MD, Ph.D., presidente do comitê de premiação, Laurie & Steven C. Gordon Presidente de Neurociências e Professor de Neurologia e Farmacologia na UCLA David Geffen School of Medicine. “Eles estão estudando as bases de condições devastadoras e que alteram a vida, incluindo tumores cerebrais malignos, doença de Parkinson e doença de Alzheimer, avançando ideias que poderiam levar a novos insights sobre como o cérebro funciona e potencialmente identificar curas para distúrbios neurológicos atualmente incuráveis no futuro. .”

Os prêmios são inspirados nos interesses de William L. McKnight, que fundou a Fundação McKnight em 1953 e queria apoiar pesquisas sobre doenças cerebrais. Sua filha, Virginia McKnight Binger, e o conselho da Fundação McKnight estabeleceram o programa de neurociência McKnight em sua homenagem em 1977.

Vários prêmios são concedidos a cada ano. Os quatro prêmios deste ano são:

Com 134 cartas de intenção recebidas este ano, os prêmios são altamente competitivos. Um comitê de cientistas ilustres analisa as cartas e convida alguns pesquisadores selecionados a apresentarem propostas completas. Além do Dr. Guo, o comitê inclui Susanne Ahmari, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Pittsburgh; Gloria Choi, Ph.D., Instituto de Tecnologia de Massachusetts; André Fenton, Ph.D., Universidade de Nova York; Joseph G. Gleeson, MD, Universidade da Califórnia em San Diego; Tom Lloyd, MD, Ph.D., Baylor College of Medicine; e Michael Shadlen, MD, Ph.D., Universidade de Columbia.

As inscrições para Cartas de Intenções para os prêmios de 2025 abrem em 30 de julho de 2024.

Sobre o McKnight Endowment Fund for Neuroscience

O McKnight Endowment Fund for Neuroscience é uma organização independente financiada exclusivamente pela Fundação McKnight de Minneapolis, Minnesota, e liderada por um conselho de neurocientistas proeminentes de todo o país. A Fundação McKnight apoia pesquisas em neurociências desde 1977. A Fundação criou o Endowment Fund em 1986 para levar a cabo uma das intenções do fundador William L. McKnight (1887–1978), um dos primeiros líderes da 3M Company.

Além dos prêmios de Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais, o fundo patrimonial também oferece financiamento anual por meio do McKnight Scholar Awards, apoiando neurocientistas nos estágios iniciais de suas carreiras de pesquisa.

Prêmios de Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais

Aparna Bhaduri, Ph.D., Professor Assistente de Química Biológica e co-investigador principal Kunal Patel, MD, Neurocirurgia, Universidade da Califórnia – Los Angeles

Caracterizando o Contexto: O Papel do Microambiente na Moldagem do Glioblastoma Humano:

O prognóstico para pessoas diagnosticadas com glioblastoma, uma forma de câncer cerebral primário, mudou muito pouco nas últimas décadas. Um desafio é que o mecanismo pelo qual o glioblastoma se desenvolve e se espalha é pouco compreendido. Modelos de camundongos podem dizer muito aos pesquisadores, e estudos de tumores removidos do cérebro não mostram como ele cresceu.

O laboratório do Dr. Bhaduri estuda como o cérebro se desenvolve e como certos tipos de células são reativados no caso do câncer cerebral, imitando estágios de desenvolvimento do cérebro, mas cooptados pelo tumor. Em parceria com o Dr. Patel, um neurocirurgião especializado em cirurgias de glioblastoma, o laboratório de Bhaduri usará novas abordagens para criar sistemas usando organoides desenvolvidos a partir de linhas de células-tronco que imitam de perto o ambiente do cérebro humano e, em seguida, implantar, crescer e estudar amostras de tumores que Patel coleta de pacientes cirúrgicos . Patel desenvolveu formas de visualizar os tumores que lhe permitem remover algumas das células periféricas que fazem interface com a matéria cerebral circundante, o que é de particular interesse para a pesquisa.

A equipe de Bhaduri explorará as relações de linhagem dos tipos de células do glioblastoma – como elas mudam à medida que o tumor cresce e os papéis das diferentes células, seja no núcleo, na periferia ou em qualquer parte do tumor – e também observará como as células tumorais interagem. com células normais circundantes. Compreender esta ligação entre o desenvolvimento e o glioblastoma, e como o tumor interage com o seu ambiente, pode revelar formas de interrompê-lo.

Aryn Gittis, Ph.D., Professor, Departamento de Ciências Biológicas, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA

Investigando circuitos e mecanismos que apoiam a recuperação duradoura do movimento em ratos com depleção de dopamina

Compreender como os circuitos neurais controlam o movimento em humanos e como treiná-los novamente após lesões ou danos é o foco principal do laboratório do Dr. Gittis. A sua nova investigação explora formas de explorar a plasticidade do cérebro para ajudar a melhorar os efeitos da depleção de dopamina – uma característica fundamental da doença de Parkinson – e melhorar a função do movimento durante longos períodos de tempo através de impulsos eléctricos.

A estimulação cerebral profunda, na qual fios implantados no cérebro fornecem uma carga elétrica constante e inespecífica, foi aprovada e usada para ajudar a aliviar os sintomas da doença de Parkinson há algum tempo. No entanto, apenas aborda os sintomas, que reaparecem imediatamente quando a carga é desligada. O laboratório de Gittis pretende descobrir exatamente quais vias neuronais são necessárias para a recuperação locomotora, como os pulsos elétricos podem ser “sintonizados” para afetar apenas essas subpopulações e como essas subpopulações podem ser estimuladas para essencialmente se repararem, oferecendo alívio mais duradouro dos sintomas, até mesmo sem estimulação contínua.

O trabalho preliminar mostra-se promissor: trabalhando com um modelo de camundongo com depleção de dopamina, Gittis e sua equipe identificaram subpopulações específicas de neurônios no tronco cerebral necessárias para o alívio dos sintomas. Curiosamente, quando estimuladas com um pulso de eletricidade cuidadosamente sintonizado (em vez de um fluxo constante), a atividade das células é alterada de uma forma que resulta em horas de mobilidade melhorada sem estimulação adicional. Sua pesquisa visa determinar se essas mudanças na atividade podem se tornar mais permanentes para iniciar a cura e a religação dos circuitos neurais.

Thanh Hoang, Ph.D., Professor Assistente, Departamento de Oftalmologia, Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento, Michigan Neuroscience Institute, University of Michigan, Ann Arbor, MI

Reprogramação in vivo de astrócitos em neurônios para tratamento da doença de Parkinson

Os neurônios do sistema nervoso central (SNC) são cruciais para a coordenação das funções corporais, mas são altamente vulneráveis a lesões. Quando danificados, os efeitos podem ser irreversíveis, uma vez que os neurônios não se reparam ou se substituem naturalmente. Na doença de Parkinson, os neurônios dopaminérgicos perderam sua função, esgotando a dopamina no cérebro. Os tratamentos atuais concentram-se no alívio dos sintomas, como na melhoria do controle motor. Hoang está adotando uma abordagem diferente em sua pesquisa: encontrar maneiras de reprogramar células gliais endógenas do cérebro em novos neurônios, restaurando a função do cérebro.

O laboratório de Hoang comprovou o conceito usando neurônios da retina. Usando um modelo de camundongo, Hoang identificou genes nas células gliais da retina que atuam como supressores, impedindo que as células se transformem em neurônios. A perda simultânea de função desses quatro genes levou a uma conversão quase completa dessas células gliais em neurônios da retina. Sua pesquisa visa determinar se o mesmo princípio pode ser aplicado aos astrócitos, o tipo mais abundante de células gliais no SNC, que se assemelham muito à glia da retina da pesquisa anterior de seu laboratório.

Em sua nova pesquisa, Hoang pretende chegar a uma aplicação terapêutica. Ele está trabalhando para aperfeiçoar um processo in vivo para inibir os supressores nos astrócitos por meio do vetor do vírus adeno-associado (AAV). Sua pesquisa irá primeiro identificar os tipos de neurônios que resultam do processo – muitos tipos parecem resultar – e então procurar determinar quais fatores são necessários para promover especificamente o desenvolvimento e a maturação de neurônios dopaminérgicos. Este trabalho promete avançar a ciência da reprogramação celular, com implicações para muitos distúrbios neurológicos, além da doença de Parkinson.

Jason Shepherd, Ph.D., Professor, Escola de Medicina Spencer Fox Eccles, Universidade de Utah, Salt Lake City, UT

Transmissão intercelular semelhante a vírus de Tau na doença de Alzheimer

Anos de investigação expandiram enormemente a nossa compreensão da doença de Alzheimer, marcada pelo declínio cognitivo, mas ainda há muito a aprender sobre as suas causas e como a patologia se espalha no cérebro. Dr. Shepherd e seu laboratório estão focados no papel da tau, uma proteína presente nas células cerebrais que pode se tornar mal dobrada e emaranhada com a idade. Existe uma forte correlação entre a quantidade de tau mal dobrada e o declínio cognitivo na doença de Alzheimer. Para proteger as células, a tau mal dobrada precisa ser expelida antes que atinja níveis tóxicos e cause a morte celular. No entanto, a tau mal dobrada liberada das células pode espalhar a patologia da tau para outras células e por todo o cérebro.

Não está claro exatamente como a tau é liberada das células, mas isso pode ocorrer como proteína “nua” ou embalada em vesículas extracelulares (EVs) envolvidas por membrana. A equipe de Shepherd está explorando esta segunda possibilidade após uma nova descoberta do laboratório: que Arc, um gene neuronal crítico para a plasticidade sináptica e consolidação da memória, pode ter evoluído a partir de um antigo elemento semelhante ao retrovírus e retido a capacidade de formar EVs ao produzir vírus- como capsídeos que embalam material e o enviam para células próximas. O arco liga o Tau, então os EVs do arco também podem espalhar o Tau mal dobrado, contribuindo para a progressão da doença de Alzheimer.

Em sua nova pesquisa, Shepherd e sua equipe pretendem compreender os mecanismos moleculares de liberação de tau em EVs, o papel do Arc na patologia da tau e como os mecanismos dependentes do Arc contribuem para a disseminação da tau. A compreensão desses mecanismos pode eventualmente levar a terapias que reduzam a propagação da tau mal dobrada, mudando a trajetória da patologia da doença de Alzheimer.