13 de dezembro de 2021
O McKnight Endowment Fund for Neuroscience selecionou quatro projetos para receber o Prêmio Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais de 2022. Os prêmios totalizarão $1,2 milhões ao longo de três anos para pesquisas sobre a biologia de doenças cerebrais, com cada projeto recebendo $300.000 entre 2022 e 2025.
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.
“É emocionante ter a oportunidade de selecionar alguns dos principais neurocientistas do país e apoiar suas pesquisas pioneiras”, disse Ming Guo, MD, Ph.D., presidente do comitê de premiação da Neurobiologia dos Distúrbios Cerebrais, professor de Neurologia. & Farmacologia na UCLA David Geffen School of Medicine e Diretor do Centro de Envelhecimento da UCLA. “Os premiados deste ano estão conduzindo pesquisas sobre doenças e condições que afetam milhões de pacientes. Seu trabalho se concentra em problemas respiratórios e no circuito cerebral, no vício em drogas, nas interações intestino-cérebro subjacentes à anorexia e no comportamento alimentar hedônico e na obesidade. Ao compreender a neurobiologia das doenças, abrimos a porta a novas formas de prevenir e tratar estas doenças cerebrais.”
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 premiados deste ano são:
- Lisa Beutler, MD, Ph.D., Professor Assistente de Medicina em Endocrinologia, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, IL
Dissecando a dinâmica intestino-cérebro subjacente à anorexia: Dr. Beutler busca documentar os circuitos neurais intestino-cérebro afetados na anorexia mediada por inflamação, identificar o que causa a interrupção desses circuitos e descobrir substratos neurais que podem ajudar a superar a condição. - Jeremy Day, Ph.D., Professor Associado, Departamento de Neurobiologia, Heersink School of Medicine, University of Alabama – Birmingham; e Ian Maze, Ph.D., Professor - Departamentos de Neurociências e Ciências Farmacológicas, Diretor - Centro de Engenharia de Epigenoma Neural, Icahn School of Medicine em Mount Sinai, cidade de Nova York
Aproveitando a epigenômica unicelular para manipulação direcionada de conjuntos ativados por drogas: Drs. Day e Maze estão pesquisando as bases epigenéticas do vício, identificando conjuntos neurais que foram sequestrados pela exposição a drogas, predispondo assim os indivíduos à recaída. - Stephan Lammel, Ph.D., Professor Associado de Neurobiologia, Universidade da Califórnia – Berkeley
Regulação mediada pela neurotensina do comportamento alimentar hedônico e da obesidade: O trabalho do Dr. Lammel concentra-se nos processos neurais e nas regiões cerebrais envolvidas no comportamento alimentar excessivo na presença de alimentos ricos em calorias e na sua regulação. - Lindsay Schwarz, Ph.D., Professor Assistente em Neurobiologia do Desenvolvimento, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN
Identificando circuitos cerebrais que conectam a respiração e o estado cognitivo: Dr. Schwarz pretende identificar quais neurônios relacionados à respiração são ativados seletivamente por sinais fisiológicos e cognitivos e mapear as regiões cerebrais com as quais eles se conectam.
Com 106 cartas de intenções 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 Sue Ackerman, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego; Susanne Ahmari, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Pittsburgh; Robert Edwards, MD, Universidade da Califórnia, São Francisco; Andre´ Fenton, Ph.D., Universidade de Nova York; Tom Lloyd, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina Johns Hopkins; e Harry Orr, Ph.D., Universidade de MN.
Atualização dos prêmios de 2023: O cronograma de submissão e seleção do Prêmio Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais está mudando. O prazo para Cartas de Intenções para os prêmios de 2023 será anunciado em meados de 2022.
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.
O Fundo de Doação concede três tipos de prêmios a cada ano. Além dos Prêmios de Neurobiologia de Distúrbios Cerebrais, eles são os Prêmios McKnight de Inovações Tecnológicas em Neurociências, que fornecem capital inicial para desenvolver invenções técnicas para avançar na pesquisa do cérebro; e o McKnight Scholar Awards, que apoia neurocientistas nos estágios iniciais de suas carreiras de pesquisa.
BIOS
Lisa Beutler, MD, Ph.D., Professor Assistente de Medicina em Endocrinologia, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, IL
Dissecando a dinâmica intestino-cérebro subjacente à anorexia
A alimentação está no centro da sobrevivência de um animal, por isso não é surpresa que o intestino e o cérebro estejam em constante comunicação para coordenar a ingestão adequada de alimentos e um peso corporal estável. No entanto, na presença de inflamação, este sistema pode falhar. Uma das características da anorexia associada à inflamação (não confundir com anorexia nervosa) é a diminuição do apetite, que pode ser grave o suficiente para causar desnutrição. As terapias atuais – incluindo nutrição administrada por via intravenosa e tubos de alimentação intestinal – podem reduzir a qualidade de vida e ter consequências colaterais significativas.
Dr. Beutler pretende usar técnicas avançadas de observação neural e manipulação para dissecar os mecanismos subjacentes envolvidos na anorexia associada à inflamação. A equipe de Beutler usará imagens de cálcio para revelar os efeitos que as citocinas individuais (sinais liberados durante a inflamação) têm em grupos específicos de neurônios relacionados à alimentação. Seu grupo também usará ferramentas genéticas de ponta para tentar ignorar os sinais inadequados de “não coma” que resultam de inflamações graves. Finalmente, ela estudará como modelos específicos de doenças inflamatórias alteram a resposta neural à ingestão de nutrientes.
A pesquisa de Beutler será a primeira a estudar estes processos específicos neste nível de detalhe num organismo vivo. Ao identificar alvos neurológicos precisos de liberação de citocinas e decifrar como isso modula o apetite, Beutler espera identificar alvos terapêuticos para a desnutrição associada a doenças inflamatórias. Além disso, seu laboratório pretende criar um roteiro de sinalização imunológica intestinal-cérebro que pode ter implicações importantes não apenas para o tratamento da anorexia mediada por inflamação, mas amplamente para futuras pesquisas sobre alimentação e metabolismo.
Jeremy Day, Ph.D., Professor Associado, Departamento de Neurobiologia, Heersink School of Medicine, University of Alabama – Birmingham; e Ian Maze, Ph.D., Professor - Departamentos de Neurociências e Ciências Farmacológicas, Diretor - Centro de Engenharia de Epigenoma Neural, Icahn School of Medicine em Mount Sinai, cidade de Nova York
Aproveitando a epigenômica unicelular para manipulação direcionada de conjuntos ativados por drogas
A toxicodependência é um problema grave tanto para os indivíduos como para a sociedade como um todo. Embora tenha havido pesquisas significativas sobre a compreensão e o tratamento do vício, 60% das pessoas tratadas sofrerão uma recaída. Na verdade, o desejo por drogas pode aumentar com o tempo, incubando naqueles que foram viciados mesmo sem mais exposições às drogas. Day e Dr. Maze pretendem pesquisar o vício em um novo nível – detalhando os efeitos epigenéticos do uso de drogas em células específicas em um nível unicelular, e como estes podem predispor um sujeito a uma recaída.
Pesquisas preliminares mostraram que a exposição a drogas ao longo do tempo altera a forma como os genes são expressos. Em essência, as drogas podem sequestrar elementos reguladores genéticos conhecidos como “intensificadores”, que quando ativados fazem com que certos genes sejam expressos nas células cerebrais que motivam o sujeito a procurar essas drogas. Day e Maze desenvolveram um projeto para identificar esses intensificadores de uma forma específica para um tipo de célula que são ativados (ou não silenciados) pela cocaína – um estimulante bem compreendido e pesquisado – e então criar e inserir vetores virais em células que só se tornarão ativos em a presença desse intensificador não silenciado. Usando esta estratégia, o vetor viral expressará sua carga apenas em conjuntos de células afetados pela cocaína e permitirá aos pesquisadores ativar ou desativar optogenética ou quimiogeneticamente as células afetadas.
Com isso, Day e Maze irão perturbar os conjuntos para investigar seus efeitos no comportamento de busca de drogas em um modelo de roedor de autoadministração volitiva de cocaína. Seu trabalho baseia-se em avanços recentes na capacidade de atingir células individuais e pequenos grupos de células, em vez de populações inteiras de células ou tipos de células, como tem sido o foco de pesquisas anteriores. Agora que é possível concentrar-se no papel que as células específicas desempenham, a esperança é que possam ser desenvolvidos melhores tratamentos que abordem as raízes genéticas da dependência e da recaída, e sem os efeitos secundários negativos da manipulação de populações maiores e menos visadas de células cerebrais.
Stephan Lammel, Ph.D., Professor Associado de Neurobiologia, Universidade da Califórnia – Berkeley
Regulação mediada pela neurotensina do comportamento alimentar hedônico e da obesidade
O cérebro está obcecado em encontrar e consumir alimentos. Quando são encontrados alimentos com alto teor calórico – raros na natureza – os animais instintivamente os consomem rapidamente. Para humanos com acesso imediato a alimentos ricos em calorias, o instinto às vezes leva a excessos, obesidade e problemas de saúde relacionados. Mas a investigação também demonstrou que, em alguns casos, o desejo de consumir alimentos com elevado teor calórico pode diminuir quando esses alimentos estão sempre disponíveis. Dr. Lammel procura identificar os processos neurais e regiões cerebrais envolvidas em tal comportamento alimentar e sua regulação.
Estudos ao longo dos anos relacionaram a alimentação ao hipotálamo, uma parte antiga e profunda do cérebro. No entanto, as evidências também apontam para um papel desempenhado pelos centros de recompensa e prazer do cérebro. A pesquisa preliminar de Lammel descobriu que as ligações do núcleo accumbens lateral (NAcLat) à área tegmental ventral (VTA) são centrais para a alimentação hedonista – a ativação dessa ligação levou optogenéticamente ao aumento da alimentação com alimentos ricos em calorias, mas não com alimentos regulares. Outras pesquisas identificaram o aminoácido neurotensina (NTS) como ator na regulação da alimentação, além de outras funções.
A pesquisa de Lammel procura mapear os circuitos e as funções das diversas partes do cérebro que levam os animais a comer de forma hedonística, bem como o papel do NTS, que é expresso no NAcLat. Os indivíduos são apresentados a uma dieta normal ou a uma dieta gelatinosa rica em calorias, e a atividade na via NAcLat-to-VTA é registrada e mapeada para comportamentos alimentares. Ele também acompanhará as mudanças ao longo do tempo com a exposição prolongada a alimentos hedonistas. Outras pesquisas analisarão as mudanças na presença de NTS nas células e como sua presença em diferentes quantidades afeta a função celular. Ao compreender as vias e a mecânica molecular envolvidas na alimentação e na obesidade, este trabalho pode contribuir para esforços futuros que ajudem a controlar a obesidade.
Lindsay Schwarz, Ph.D., Professor Assistente em Neurobiologia do Desenvolvimento, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN
Identificando circuitos cerebrais que conectam a respiração e o estado cognitivo
A respiração é automática nos animais, mas ao contrário de outras funções comparativamente essenciais – batimentos cardíacos, digestão, etc. – os animais podem controlar conscientemente a respiração. A respiração também está ligada ao estado emocional e mental de uma maneira bidirecional: os gatilhos emocionais podem causar alterações na respiração, mas a mudança consciente da respiração também demonstrou influenciar o estado de espírito. Em sua pesquisa, a Dra. Schwarz pretende identificar quais neurônios relacionados à respiração são ativados seletivamente por sinais fisiológicos e cognitivos e mapear as regiões do cérebro com as quais eles se conectam. Esta pesquisa pode ser útil no estudo de uma variedade de distúrbios neurológicos em que a respiração é afetada, como a síndrome da morte súbita infantil (SMSL), apneia central do sono e transtornos de ansiedade.
Schwarz pretende aproveitar os avanços na marcação neural para estudar esses neurônios que, localizados profundamente no tronco cerebral, têm sido tradicionalmente difíceis de isolar e registrar in vivo. Mas com a marcação de atividades, Schwarz pode identificar os neurônios ativados durante a respiração inata versus a respiração ativa. Para este último, os sujeitos são condicionados a um estímulo estressante que os faz congelar e alterar a respiração. Os pesquisadores podem então examinar os neurônios marcados para identificar quais estavam ativos nos indivíduos condicionados e determinar se eles se sobrepõem aos neurônios ativos durante a respiração inata.
Um segundo objetivo é identificar a identidade molecular dos neurônios relacionados à respiração que foram ativados durante o condicionamento para compreender com mais precisão quais células fazem parte do circuito respiratório. Finalmente, tendo identificado esses neurônios, Schwarz usará abordagens de vetores virais desenvolvidas por outros pesquisadores para determinar a quais partes do cérebro essas células ativadas se conectam. Identificar as ligações entre os estados cerebrais e a respiração, a sobreposição dos circuitos respiratórios conscientes e inconscientes e a ligação entre a respiração e certas doenças pode lançar as bases para melhores terapias, bem como para uma compreensão mais completa de como as nossas funções mais fundamentais estão interligadas.
