Os três projetos abrangem áreas de investigação muito diferentes. Moita, em parceria com César Mendes, da NOVA Medical School, irá investigar como o cérebro e o corpo produzem as rápidas reações defensivas que nos fazem saltar ou retrair quando somos surpreendidos. Van Gisbergen irá estudar como determinadas células imunitárias se estabelecem nos pulmões, com o objetivo a longo prazo de melhorar as vacinas contra a gripe e outros vírus respiratórios. Silva irá testar se caminhar pode tornar uma tarefa de aprendizagem bem estabelecida mais fiável como forma de avaliar a função cerebral, em particular a do cerebelo, uma região do cérebro importante para o movimento e a aprendizagem.
No seu conjunto, estes financiamentos sublinham o compromisso continuado da Fundação “la Caixa” em apoiar investigação de excelência com potencial para fazer avançar a nossa compreensão da saúde e da doença e, em última análise, beneficiar a saúde pública.
Marta Moita: compreender o que acontece quando nos sobressaltam
Quando somos surpreendidos por um ruído forte ou um movimento súbito, saltamos ou retraímo-nos instintivamente. Esta “resposta de sobressalto” é um antigo mecanismo de sobrevivência partilhado em todo o reino animal e que se revela exagerada em perturbações de ansiedade e stress em humanos. Apesar de as respostas de sobressalto serem tão comuns e clinicamente relevantes, os fatores que moldam os circuitos cerebrais que as produzem continuam a não ser bem compreendidos.
Com 670 550 euros de financiamento para a FC, no âmbito de um projeto de consórcio de três anos no valor de 997 250 euros, a equipa de Moita irá utilizar moscas-da-fruta – cujos comportamentos defensivos se assemelham aos nossos, mas cujos circuitos neuronais podem ser estudados e manipulados com muito maior detalhe – para construir uma imagem detalhada de como as respostas de sobressalto estão organizadas no cérebro e no corpo. Os investigadores irão medir os movimentos dos membros e as alterações na atividade cardíaca e muscular, e identificar os circuitos neuronais específicos que controlam diferentes respostas, desde os sentidos que detetam o perigo até aos músculos que lhe respondem. Irão também examinar por que razão algumas moscas se sobressaltam mais do que outras com base nos seus genes ou experiências passadas.
O projeto é liderado pela FC em parceria com Mendes, investigador em neurogenética na NOVA Medical School, que traz experiência em controlo motor e métodos sofisticados para analisar o movimento em moscas-da-fruta. A sua equipa irá ajudar a analisar em grande detalhe os movimentos extremamente rápidos e complexos envolvidos no sobressalto. A colaboração baseia-se no trabalho anterior entre Moita e Mendes sobre a forma como os músculos e o movimento contribuem para os comportamentos defensivos.
“Ao estudar como funciona o sobressalto nas moscas-da-fruta, podemos obter conhecimentos sobre a forma como o cérebro e o corpo reagem a ameaças e sobre os mecanismos através dos quais os nossos genes e a experiência contribuem para essa resposta. Este conhecimento poderá ajudar-nos a compreender melhor as respostas de sobressalto patologicamente exageradas nas perturbações relacionadas com a ansiedade e stress”, afirma Moita.
Bio: Moita tem investigado comportamentos defensivos ao longo da sua carreira, desde o doutoramento com Joseph LeDoux na New York University, onde utilizou o condicionamento auditivo do medo para estudar a formação da memória, até ao seu trabalho de pós-doutoramento com Anthony Zador em Cold Spring Harbor Laboratory, onde desenvolveu abordagens experimentais para estudar a tomada de decisão percetiva auditiva. Mais tarde, estabeleceu o seu próprio laboratório na FC, onde explora como o contexto social e o estado fisiológico do corpo moldam os comportamentos defensivos, inicialmente utilizando roedores e, mais tarde, moscas-da-fruta. Concluiu recentemente o curso de Medicina, aprofundando os seus interesses de investigação nas interações entre o cérebro e o corpo em estados de saúde e doença.
Klaas van Gisbergen: compreender como as células imunitárias fazem dos pulmões a sua casa
A vacinação é um importante meio de proteção contra vírus respiratórios. As vacinas preparam o sistema imunitário para futuras infeções, expondo-o a uma forma enfraquecida e inofensiva de um agente patogénico, permitindo às células imunitárias “recordá-lo” e responder de forma mais rápida e mais forte da próxima vez. Entre estas encontram-se as células T, algumas das quais podem permanecer nos tecidos após uma infeção ou vacinação e ajudar a desencadear uma resposta rápida quando um agente patogénico regressa. No entanto, para vírus respiratórios como o da gripe, as vacinas atuais não são muito eficazes a recrutar estas células T protetoras para os pulmões, onde são mais necessárias.
Com 499 950 euros ao longo de três anos, a equipa de van Gisbergen pretende compreender exatamente como as células T se desenvolvem quando chegam aos pulmões, para que futuras vacinas possam ser concebidas de forma a recrutá-las para aí mais eficazmente. Os investigadores irão acompanhar o destino de células T individuais ao longo do tempo – uma técnica conhecida como rastreio de linhagem (lineage tracing) – e combinar esta abordagem com uma análise de quais os genes que cada célula ativa ou desativa à medida que amadurece, denominada perfil transcricional. Em conjunto, estas abordagens irão revelar os diferentes percursos de desenvolvimento que as células T podem seguir à medida que se adaptam à vida nos pulmões e identificar os sinais que as orientam para um percurso ou outro.
“Os pulmões proporcionam um ambiente particularmente desafiante para a sobrevivência a longo prazo das células T, o que significa que as células têm de fazer adaptações únicas para persistirem aí”, afirma van Gisbergen. “Ao identificar os sinais que orientam estas células, queremos saber como as células T fazem as escolhas que lhes permitem adaptar-se ao ambiente pulmonar – conhecimento que poderá, em última análise, ajudar-nos a desenvolver estratégias de vacinação que as orientem no sentido de se tornarem células T pulmonares de longa duração.”
Bio: Klaas van Gisbergen concluiu o doutoramento no VU University Medical Center, em Amesterdão, sob a orientação de Yvette van Kooyk e Theo Geijtenbeek, antes de realizar investigação de pós-doutoramento com Rene van Lier no Academic Medical Center, em Amesterdão, e com Axel Kallies no Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, em Melbourne, Austrália. Regressou a Amesterdão para estabelecer o seu próprio grupo no Sanquin Research, centrando-se na forma como as células T protegem contra infeções virais. Em 2023, estabeleceu o Tissue Immunity Lab na FC, onde estuda a diferenciação das células T nos contextos da infeção e do cancro.
Tatiana Silva: caminhar pode tornar mais fiável um teste de aprendizagem cerebral?
Imagine ver uma luz que é repetidamente seguida por um ligeiro sopro de ar em direção ao olho. Eventualmente, o cérebro aprende a associação e faz com que pestaneje quando vê a luz, mesmo antes de o sopro chegar. Este teste simples de aprendizagem, conhecido como condicionamento do pestanejar (eyeblink conditioning), é utilizado há muito tempo para estudar como o cérebro aprende, forma memórias e se adapta.
O condicionamento do pestanejar depende do cerebelo, uma região na parte posterior do cérebro que desempenha um papel importante na coordenação do movimento e na aprendizagem. A tarefa pode detetar alterações associadas a lesões cerebrais e a condições neurológicas e de saúde mental, mas a adoção clínica tem permanecido limitada, em parte porque as respostas podem variar consideravelmente tanto entre pessoas como na mesma pessoa.
Silva, investigadora de pós-doutoramento na FC, recebeu 80 000 euros através do primeiro concurso HealthCare Research da Fundação “la Caixa” para investigar uma forma aparentemente simples de tornar o teste mais consistente: caminhar. A investigação em animais mostra que realizar a tarefa enquanto se está em movimento pode tornar as respostas aprendidas mais fiáveis. O projeto de Silva irá testar se isto também se verifica nas pessoas, pedindo a adultos saudáveis que realizem a tarefa de condicionamento do pestanejar parados ou enquanto caminham numa passadeira. Se o movimento tornar o teste mais fiável, esta simples alteração poderá ajudar a estabelecer o condicionamento do pestanejar como uma ferramenta prática e não invasiva para avaliar e monitorizar a função cerebelar, lançando as bases para aplicações clínicas.
“Este financiamento vai permitir-me dar um passo importante da neurociência fundamental para a investigação em humanos”, afirma Silva. “O meu trabalho em ratinhos mostrou que o facto de um animal estar em movimento ou parado pode influenciar fortemente a aprendizagem cerebelar. Com este projeto, vou testar se podemos tirar partido desta descoberta para tornar o condicionamento do pestanejar uma medida mais fiável da função cerebral em humanos. Para mim, este financiamento é também um passo importante em direção à independência científica, permitindo-me desenvolver as minhas descobertas anteriores e estabelecer um novo programa de investigação.”
Bio: A investigação de Silva centra-se na forma como o cérebro aprende e recorda, com um interesse particular no cerebelo e na forma como estados comportamentais como a locomoção influenciam a aprendizagem. Durante o doutoramento no laboratório de Megan Carey na FC, estudou mecanismos neuronais da aprendizagem e da memória cerebelar em ratinhos. Atualmente, está a transpor estas descobertas para a investigação em humanos, trabalhando também com Marcelo Mendonça, na FC, para desenvolver abordagens simples e não invasivas para avaliar a função cerebral, com o objetivo de contribuir para aplicações clínicas. Além disso, é professora auxiliar convidada na NOVA Medical School, em Lisboa, e está ativamente envolvida em mentoria, divulgação científica e promoção da igualdade, diversidade e inclusão no meio académico.
Texto de Hedi Young, Science Writer & Content Developer da Equipa de Comunicação, Eventos & Outreach da Fundação Champalimaud