Estabelecimento e caracterização de modelos epilépticos em Drosophila melanogaster

Descrição

A epilepsia é uma das doenças neurológicas crônicas mais prevalentes no mundo, afetando milhões de indivíduos e representando um importante problema de saúde pública devido ao impacto sobre a qualidade de vida, morbidade e mortalidade dos pacientes. A doença é caracterizada pela ocorrência recorrente de crises epilépticas decorrentes de alterações na excitabilidade e sincronização neuronal, podendo possuir origem genética, metabólica, estrutural ou idiopática. Além das crises convulsivas, muitos pacientes apresentam alterações cognitivas, comportamentais e neurodegenerativas associadas, reforçando a necessidade de modelos experimentais que permitam investigar os mecanismos celulares e moleculares envolvidos na fisiopatologia da doença. Nesse contexto, Drosophila melanogaster tem se consolidado como um importante modelo experimental para o estudo de doenças neurológicas humanas, incluindo epilepsia, devido à elevada conservação genética entre moscas e humanos, à disponibilidade de ferramentas genéticas avançadas e à facilidade de manutenção em laboratório. Aproximadamente 75% dos genes humanos associados a doenças possuem ortólogos funcionais em Drosophila, permitindo o estudo de mecanismos biológicos conservados relacionados à excitabilidade neuronal, transmissão sináptica, metabolismo energético e neurodegeneração. Além disso, a rápida reprodução, o baixo custo experimental e a possibilidade de realização de análises comportamentais em larga escala tornam esse organismo particularmente atrativo para estudos em neurogenética e triagem de compostos bioativos. Diversas linhagens mutantes de Drosophila associadas à susceptibilidade convulsiva já foram descritas na literatura, especialmente os chamados mutantes bang-sensitive, que apresentam crises induzidas por estímulos mecânicos ou ambientais. Entre esses modelos destacam-se linhagens associadas a alterações em canais iônicos, metabolismo energético e homeostase neuronal. Apesar da ampla utilização internacional desses modelos, ainda são escassos os grupos de pesquisa nacionais que utilizam Drosophila como plataforma experimental para estudos em epilepsia, especialmente no Nordeste brasileiro. Dessa forma, a implantação e padronização dessa abordagem experimental representa uma importante oportunidade para ampliar a capacidade de investigação em neurogenética experimental e doenças neurológicas na UFAL. O presente projeto tem como objetivo estabelecer e caracterizar modelos epilépticos em Drosophila melanogaster utilizando linhagens mutantes disponíveis no laboratório associadas à hiperexcitabilidade neuronal e susceptibilidade convulsiva. Serão utilizadas as linhagens tko³, associada à disfunção mitocondrial e alterações metabólicas; paraST76, relacionada a alterações em canais de sódio dependentes de voltagem; julius seizure (jus), um mutante clássico bang-sensitive; e a deficiência cromossômica Df(3R)BSC501, que cobre a região genômica do gene jus, permitindo análises complementares relacionadas à modulação genética do fenótipo epiléptico. Os animais serão submetidos a diferentes paradigmas experimentais de indução de crises epilépticas, incluindo estímulo mecânico por vortex (bang sensitivity assay) e hipertermia induzida por estresse térmico. Serão avaliados parâmetros como susceptibilidade às crises, porcentagem de animais afetados, tempo de recuperação pós-estímulo, desempenho locomotor basal e pós-crise, além da resposta diferencial entre os diferentes modelos genéticos avaliados. O projeto também visa padronizar protocolos experimentais e estabelecer uma plataforma inicial para futuras aplicações em estudos de neurogenética, envelhecimento, interação gene-ambiente e triagem farmacológica de compostos com potencial anticonvulsivante ou neuroprotetor. Além da relevância científica, a implantação dessa plataforma experimental contribuirá diretamente para a formação de recursos humanos qualificados na área de neurociência experimental e genética, proporcionando treinamento técnico e científico para estudantes de graduação em áreas relacionadas à biologia celular, genética, neurociência, comportamento animal e metodologias experimentais aplicadas à pesquisa biomédica. Espera-se ainda que o projeto contribua para a consolidação de uma nova linha de pesquisa em neurogenética da epilepsia utilizando Drosophila melanogaster na UFAL, ampliando as possibilidades de integração entre graduação, pós-graduação e futuras colaborações científicas nacionais e internacionais.