Preparação mitocondrial precoce e perda de mielina ligadas à esclerose múltipla danos cerebrais

A esclerose múltipla (MS) afeta cerca de 2,3 milhões de pessoas em todo o mundo. Aproximadamente 80% das pessoas com EM têm inflamação no cerebelo, a parte do cérebro que ajuda a controlar o movimento e o equilíbrio, potencialmente levando a tremores, baixa coordenação e problemas com o controle motor. Esses problemas geralmente persistem e podem piorar com o tempo, pois o cerebelo perde gradualmente o tecido cerebral saudável.

Um estudo da Universidade da Califórnia, Riverside, publicado hoje no Anais da Academia Nacional de Ciênciasagora lança luz sobre os mecanismos subjacentes da degeneração cerebelar na EM, sugerindo que a disfunção mitocondrial pode desempenhar um papel fundamental na perda progressiva das células neuronais chamadas células de Purkinje e piora de comprometimentos motores.

A EM é marcada por inflamação crônica e desmielinização no sistema nervoso central. A desmielinização é o processo em que a bainha de mielina – uma camada protetora e isolante ao redor das fibras nervosas no cérebro e na medula espinhal – está danificada ou perdida. Essa interrupção interfere na transmissão normal de sinais elétricos ao longo dos nervos, resultando em vários problemas neurológicos. As mitocôndrias são estruturas vitais nas células que geram a maior parte da energia da célula, ganhando o apelido de “potências” da célula.

“Nosso estudo, conduzido pelo meu estudante de graduação Kelley Atkinson, propõe que a inflamação e a desmielinização no cerebelo interrompem a função mitocondrial, contribuindo para danos nos nervos e a perda de células de Purkinje”, disse Seema Tiwari-woodruff, professor de ciências biomédicas na Riverdide da Medicina da UC. “Observamos uma perda significativa da proteína mitocondrial coxiv em células Purkinje desmielinizadas, sugerindo que o comprometimento mitocondrial contribui diretamente com a morte celular e os danos cerebelares”.

Células Purkinje

Quando caminhamos ou nos movemos, muitas partes do nosso cérebro e corpo trabalham juntas – nossos músculos, coluna, olhos, ouvidos e especialmente nosso cérebro. Uma área cerebral -chave para movimento e equilíbrio é o cerebelo.

“Dentro do cerebelo são células especiais chamadas neurônios Purkinje”, disse Tiwari-Woodruff. “Essas células grandes e altamente ativas ajudam a coordenar movimentos suaves e precisos – como dançar, jogar uma bola ou até mesmo andar. Eles são essenciais para o equilíbrio e as habilidades motoras finas”.

Tiwari-Woodruff explicou que, em doenças como a EM, o cerebelo pode ser danificado e as células Purkinje geralmente começam a morrer. Isso leva a problemas de coordenação e movimento, uma condição conhecida como ataxia.

“Nossa pesquisa analisou o tecido cerebral dos pacientes com EM e encontrou grandes problemas nesses neurônios: eles tinham menos ramos, estavam perdendo a mielina e tinham problemas mitocondriais-que o fornecimento de energia estava falhando”, disse Tiwari-Woodruff. “Como as células de Purkinje desempenham um papel tão central no movimento, sua perda pode causar sérios problemas de mobilidade. Entendendo por que elas estão danificadas na EM, pode nos ajudar a encontrar melhores tratamentos para proteger o movimento e o equilíbrio em pessoas com a doença”.

Desligando

A equipe também usou um modelo de camundongo bem estabelecido conhecido como encefalomielite autoimune experimental (EAE)-um modelo de camundongo que desenvolve sintomas semelhantes à EM-para investigar alterações mitocondriais durante a progressão da doença.

Os pesquisadores descobriram que os ratos Eae perderam células de Purkinje ao longo do tempo, assim como as pessoas com EM.

“Os neurônios restantes não funcionam tão bem porque suas mitocôndrias, as partes produtoras de energia, começam a falhar”, disse Tiwari-Woodruff. “Também vimos que a mielina decompõe -se cedo na doença. Esses problemas – energia menos, perda de mielina e neurônios danificados – inicia cedo, mas a morte real das células cerebrais tende a acontecer mais tarde, à medida que a doença se torna mais grave. A perda de energia nas células cerebrais parece ser uma parte chave do que causar danos na EM”.

Embora o modelo de mouse não capture todos os aspectos da EM, suas semelhanças com a doença humana o tornam uma ferramenta valiosa para estudar a neurodegeneração e testar potenciais terapias.

“Nossas descobertas oferecem informações críticas sobre a progressão da disfunção cerebelar na EM”, disse Tiwari-Woodruff. “O direcionamento da saúde mitocondrial pode representar uma estratégia promissora para diminuir ou prevenir o declínio neurológico e melhorar a qualidade de vida das pessoas que vivem com a EM. Esta pesquisa nos aproxima um passo para entender os complexos mecanismos de EM e desenvolver tratamentos mais eficazes e direcionados para esta doença debilitante”.

Alimentar o futuro

Em seguida, a equipe investigará se o comprometimento mitocondrial encontrado nas células de Purkinje também afeta outras células cerebrais, como oligodendrócitos, que ajudam a formar a substância branca, ou astrócitos, que suportam a função geral do cérebro.

“Para responder a isso, um de nossos projetos de pesquisa em andamento está focado no estudo das mitocôndrias em tipos específicos de células cerebrais no cerebelo”, disse Tiwari-Woodruff. “Essa pesquisa pode abrir as portas para encontrar maneiras de proteger o cérebro desde o início – como aumentar a energia nas células cerebrais, ajudando -as a reparar seu revestimento protetor de mielina ou acalmar o sistema imunológico antes que muitos danos sejam causados. Isso é especialmente importante para pessoas com EM que lutam com o equilíbrio e a coordenação, pois esses sintomas estão ligados a danos no canebelo”.

Tiwari-Woodruff e Atkinson se juntaram ao estudo de Shane Desfor, Micah Feria, Maria T. Sekyia, Marvelous Osunde, Sandhya Sriram, Saima Nooria, Wendy Rincóna e Britany Belloa.

A equipe de pesquisa analisou o tecido cerebelar post -mortem de pacientes com EM progressiva secundária, juntamente com amostras de indivíduos saudáveis, obtidos do NeurobioBank de Institutos Nacionais de Saúde e da Clínica de Cleveland.