Zebrafish, Medaka e Killifish turquesa para a compreensão dos distúrbios neurodegenerativos/do neurodesenvolvimento humanos, parte 2

O cerebelo possui fibras trepadeiras e fibras paralelas, e os grupos de células presentes são semelhantes aos dos humanos, incluindo neurônios de Purkinje e células granulares [13,14].

Existe uma relação positiva entre fibras de escalada e memória. Durante o processo de subida das fibras, precisamos ficar acordados e pensar com calma. Este estado de espírito pode promover a melhoria da memória.

A atividade das fibras de escalada requer coordenação física e cooperação de todas as partes do corpo, principalmente a coordenação de mãos e pés. No processo de escalada das fibras, precisamos ajustar muitas vezes a postura e a posição do corpo. Este processo de ajuste pode promover a capacidade de raciocínio do cérebro e melhorar a nossa atenção e concentração.

Além disso, durante o processo de subida das fibras, podemos desfrutar de uma sensação de prazer físico e psicológico, que pode ativar hormônios como a dopamina no cérebro, melhorar nosso humor e nos tornar mais positivos.

Portanto, a fibra de escalada pode ser usada como um método eficaz para exercitar e melhorar a memória. Pode nos tornar mais confiantes, corajosos e tenazes, permitindo-nos superar-nos constantemente e perseguir objetivos cada vez mais elevados. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento. Essas substâncias são muito importantes para a memória e o aprendizado. Além disso, a Cistanche deserticola também pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro receba nutrientes e energia suficientes, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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Embora o peixe-zebra não possua estruturas correspondentes aos núcleos cerebelares profundos, células chamadas células euridendróides recebem projeções de células de Purkinje e enviam projeções eferentes para várias regiões do cérebro.

Portanto, acredita-se que as células eurydendroides sejam funcionalmente homólogas aos núcleos cerebelares profundos dos mamíferos [15]. Em humanos, o cerebelo é dividido em vestibulocerebelo, espinocerebelo e pontocerebelo em termos de filogenia e localização funcional, enquanto o cerebelo de pequenos peixes é principalmente considerado como vestibulocerebelo.

Criamos um mapa funcional do cerebelo do peixe-zebra e mostramos que o cerebelo do peixe-zebra contém pelo menos o vestibulocerebelo e o espinocerebelo, cujos detalhes podem ser encontrados em uma referência [16].

É muito interessante determinar se também existem regiões do cerebelo que controlam funções cerebrais superiores dentro do telencéfalo em peixes pequenos. O peixe-zebra também possui um telencéfalo que corresponde ao cérebro humano, com regiões correspondentes ao hipocampo e à amígdala, que estão envolvidas no aprendizado da memória e no comportamento emocional, respectivamente [17].

Nos humanos, durante o desenvolvimento, os lados ventral e dorsal do tubo neural formam uma constrição mediana, enquanto no peixe-zebra, o lado dorsal do tubo neural forma uma dobra externa [18]. No entanto, ao contrário dos humanos, o peixe-zebra não possui estruturas de camada cortical. É importante notar que isso não significa que o cérebro dos peixes não possua estruturas e funções equivalentes ao córtex cerebral dos mamíferos.

A barreira hematoencefálica (BHE) também está presente no peixe-zebra. A angiogênese no rombencéfalo começa aproximadamente em 20 hpf, e pericitos e glia são encontrados ao redor dos vasos por volta de 60 hpf, mas a BBB está incompleta até aproximadamente 5–8 dpf (dias pós-fertilização), permitindo que vários medicamentos penetrem no sistema nervoso central [ 19,20]. O medicamento pode ser administrado por via oral ou intracorpórea ou pode ser dissolvido na água de manutenção das larvas e infiltrado no tecido corporal por imersão em água. Este recurso é muito útil para triagem de alto rendimento usando larvas de peixe-zebra.

Por exemplo, embriões ou larvas são depositados individualmente em cada poço de 96- e 384-placas de poços e vários compostos podem ser dissolvidos na água. Depois disso, cada peixe pode ser avaliado por padrões de expressão genética, alterações de desenvolvimento ou análise comportamental.

Isso consome menos tempo e é menos caro do que o mesmo procedimento de triagem usando modelos de mamíferos, como camundongos [21]. Uma das principais diferenças entre o peixe-zebra e os humanos é a capacidade de regenerar o sistema nervoso central, incluindo neurônios.

Quando o peixe-zebra é lesionado artificialmente na medula espinhal, a recuperação funcional e o repovoamento dos neurônios motores são observados dentro de 6 a 8 semanas [22,23]. Além disso, a regeneração tecidual do sistema nervoso central tem sido observada após danos artificiais, mesmo no telencéfalo [24].

A maior capacidade de regeneração dos peixes, mesmo no sistema nervoso central, precisa ser reconhecida quando se utilizam peixes como modelos de distúrbios neurológicos humanos. Muitas linhas de evidência foram demonstradas usando o peixe-zebra.

Como o peixe-zebra, o medaka e o killifish turquesa são teleósteos intimamente relacionados, suas principais estruturas no sistema nervoso central são comparáveis. Uma revisão desses três peixes modelo, incluindo a descrição de seu sistema nervoso central, está disponível [25].

3. Facilidade de gerenciamento de laboratório e experimentação com Zebrafish, Medaka e Killifish Turquesa

3.1. Visibilidade e transmissão de luz em peixes pequenos

Uma das características importantes dos peixes pequenos é a sua alta transparência tecidual durante a embriogênese e os estágios larvais. No peixe-zebra e no medaka, o processo de desenvolvimento pode ser observado fora do corpo do peixe-mãe, e os embriões e larvas são transparentes, facilitando a observação do processo de desenvolvimento e da estrutura interna.

Além disso, estão disponíveis várias linhagens mutantes de peixe-zebra e medaka que são mais transparentes que o tipo selvagem, permitindo que a estrutura interna do peixe seja vista, mesmo na fase adulta [26].

Essa característica permite a observação direta do desenvolvimento e da atividade tecidual e celular, o que é compatível com imagens ao vivo, e nos permite capturar alterações de desenvolvimento e estruturais no sistema nervoso com maior detalhe in vivo.

Quando proteínas fluorescentes são expressas especificamente na célula de interesse, é possível observar o desenvolvimento e as alterações morfológicas dos neurônios de interesse ao longo do tempo. Sensores de Ca2 químicos ou geneticamente codificados expressos em neurônios nos permitem observar a atividade dos neurônios com alta resolução temporal e espacial [27]. Por exemplo, mostramos que a atividade neural cerebelar durante o comportamento pode ser observada no nível celular [16].

Também foi relatado um estudo muito interessante que expressa sensores de Ca em neurônios de todo o cérebro e utiliza os sinais do sensor como na eletroencefalografia [28]. Usando técnicas de optogenética, também é teoricamente possível ativar ou suprimir a atividade neuronal de neurônios-alvo em qualquer local. [16,29]. Um método único para analisar a patogênese de doenças alterando a localização subcelular de proteínas alvo também foi relatado [30].

Em suma, pequenos peixes são vertebrados únicos que fornecem, em estado vivo, observação macroscópica do sistema nervoso, observação microscópica da atividade neural precisa e adaptação da transmissão de luz para optogenética e outras aplicações.

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