Aspersão dinâmica de drogas neuroativas em centro gerador de padrões - Santos, Jessica dos (2013)
O estudo dos efeitos de neurotransmissores e neuromoduladores em circuitos nervosos tradicionalmente consiste em observar o comportamento de um sistema, ou parte dele, quando exposto a concentrações constantes da droga, ignorando flutuações ou padrões temporais de liberação. Neste trabalho implementamos um protocolo dinâmico e dependente da atividade do próprio sistema nervoso, que permitiu estudar experimentalmente a influência da dinâmica de liberação nos efeitos que glutamato (Glu, 1 mM) e serotonina (5-HT, 10 mM) produzem no padrão emergente de um centro gerador de padrões (CPG). Os experimentos foram realizados no sistema nervoso estomatogástrico de Callinectes sapidus e Callinectes danae (CPG pilórico) durante sua operação normal in vitro, que pode ser caracterizada por sua frequência de burst, número de spikes/burst dos neurônios, duty cycle dos neurônios, etc. A partir da atividade de um dos neurônios do CPG, medida extracelularmente, um algoritmo baseado no protocolo dynamic clamp (interação em tempo real entre tecido nervoso vivo e simulação computacional) identifica em tempo real um padrão de atividade pré-escolhido e dispara um injetor de picolitros semelhante a um picospritzer®, aspergindo uma pequena quantidade de solução com a droga nas vizinhanças dos neurônios e sinapses que compõe o CPG, de onde é retirada por perfusão contínua de solução fisiológica. Assim, podemos comparar o comportamento emergente do CPG quando este é estimulado de maneira síncrona com sua atividade ou de maneira assíncrona, mas de forma que a mesma quantidade média de droga seja aspergida nos dois casos. Nossos resultados demonstram que um mesmo estímulo apresentado de duas maneiras diferentes, para um mesmo circuito nervoso, pode produzir respostas diferentes na mesma célula. O protocolo se mostrou mais eficiente em mostrar diferenças quando a atividade da droga ocorre em uma escala de tempo menor que aquela do comportamento do CPG. Novos estudos devem ser realizados com outros neutrotransmissores e moduladores tanto de ação ionotrópica quanto metabotrópica, para se adequar o protocolo aos diferentes tipos de substâncias.