Molécula desaparecida contém pistas sobre a síndrome de Down

Uma nova pesquisa sugere que uma molécula cerebral perdida pode ser a chave para compreender – e potencialmente tratar – os circuitos neurais defeituosos observados na síndrome de Down. A restauração da molécula, chamada pleiotrofina, poderia melhorar a função cerebral em pessoas com síndrome de Down e outras doenças neurológicas, mesmo na idade adulta, dizem os pesquisadores.

O estudo está publicado na revista Relatórios de células.

Ashley N. Brandebura, pesquisadora da Escola de Medicina da Universidade da Virgínia que fez parte da equipe de pesquisa enquanto trabalhava no Instituto Salk de Estudos Biológicos, considerou as descobertas um avanço promissor.

“Este estudo é realmente emocionante porque serve como prova de conceito de que podemos atingir os astrócitos, um tipo de célula no cérebro especializado na secreção de moléculas moduladoras de sinapses, para religar os circuitos cerebrais na idade adulta”, disse Brandebura.

“Isso ainda está longe de ser usado em humanos, mas nos dá esperança de que as moléculas secretadas possam ser fornecidas com terapias genéticas eficazes ou potencialmente infusões de proteínas para melhorar a qualidade de vida na síndrome de Down”.

Após concluir seu pós-doutorado na Salk, Brandebura ingressou na UVA Health, onde continua sua pesquisa no UVA Brain Institute, no Departamento de Neurociências da Faculdade de Medicina e no Centro de Imunologia Cerebral e Glia.

O estudo Salk recebeu apoio da Iniciativa Chan Zuckerberg e do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos Institutos Nacionais de Saúde.

Embora a abordagem permaneça longe do uso clínico, a administração de pleiotrofina melhorou a função cerebral em ratos adultos muito depois de o cérebro ter sido totalmente formado, sugerindo que o método poderia ser mais eficaz do que os esforços anteriores que exigiam uma intervenção precisamente cronometrada durante a gravidez.

Compreendendo a síndrome de Down

A síndrome de Down é a causa genética mais comum de deficiência intelectual, afetando cerca de um em cada 640 bebês nascidos nos Estados Unidos a cada ano, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças.

A condição resulta de um erro na divisão celular durante o desenvolvimento e pode levar a atrasos no desenvolvimento, hiperatividade, menor expectativa de vida e maior risco de defeitos cardíacos, distúrbios da tireoide e problemas de audição ou visão.

No Salk Institute, Nicola J. Allen liderou uma equipe que buscava compreender melhor as causas biológicas da síndrome de Down. Os pesquisadores examinaram ratos de laboratório que modelam a doença, em busca de proteínas celulares alteradas em seus cérebros.

Eles identificaram a pleiotrofina como um candidato chave porque aparece em níveis muito elevados durante fases críticas do desenvolvimento do cérebro e desempenha papéis essenciais na formação de sinapses – as ligações entre as células cerebrais – bem como no desenvolvimento de axónios e dendritos, os transmissores e receptores de sinais nervosos. Os níveis desta proteína, no entanto, são reduzidos na síndrome de Down.

Para testar se a restauração da pleiotrofina poderia melhorar a função cerebral, os pesquisadores usaram vírus modificados, conhecidos como vetores virais, para entregá-la diretamente às células. Embora os vírus estejam geralmente associados a doenças, os cientistas podem projetá-los para transportar cargas terapêuticas.

Ao remover os componentes nocivos do vírus e inserir pleiotrofina, a equipe transformou o vírus vazio em um sistema de distribuição direcionado.

Os pesquisadores descobriram que a administração de pleiotrofina às principais células cerebrais, conhecidas como astrócitos, produziu benefícios significativos. Eles incluíram o aumento do número de sinapses no hipocampo – o centro de aprendizagem e memória do cérebro – e o aumento da “plasticidade” neural, a capacidade do cérebro de formar e ajustar conexões essenciais para a aprendizagem e a memória.

Além da síndrome de Down

Embora as descobertas sejam promissoras, os pesquisadores enfatizam que é improvável que a pleiotrofina seja a única causa dos problemas dos circuitos cerebrais associados à síndrome de Down. Eles dizem que mais pesquisas são necessárias para compreender os complexos contribuintes para a doença.

Ainda assim, o estudo oferece evidências de que a abordagem poderá um dia ajudar a melhorar a função cerebral em pessoas com síndrome de Down e potencialmente outras doenças neurológicas.

“Essa ideia de que os astrócitos podem fornecer moléculas para induzir a plasticidade cerebral tem implicações para muitos distúrbios neurológicos, incluindo outros distúrbios do neurodesenvolvimento, como a síndrome do X frágil, mas também talvez até mesmo para distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer”, disse Brandebura.

“Se conseguirmos descobrir como ‘reprogramar’ astrócitos desordenados para fornecer moléculas sinaptogênicas, poderemos ter um impacto muito benéfico em muitos estados de doenças diferentes.”