Pesquisadores do Duncan Neurological Research Institute (NRI) do Texas Children’s e do Baylor College of Medicine relataram uma estratégia experimental promissora que poderia eventualmente ajudar a tratar a síndrome de Rett. Suas descobertas, publicadas em A ciência da medicina translacionaldescrevem uma forma potencial de aumentar os níveis de uma proteína cerebral essencial que é interrompida no distúrbio. O trabalho oferece esperança inicial de uma solução para uma doença rara do sistema nervoso que atualmente não tem cura.
“A síndrome de Rett é uma doença genética rara do sistema nervoso que causa regressão do desenvolvimento, normalmente após 6 a 18 meses de crescimento normal, resultando em graves prejuízos nas habilidades motoras, na fala e na comunicação”, disse o autor correspondente, Dr. Huda Zoghbi, diretor do Duncan NRI, professor emérito de Baylor e investigador do Howard Hughes Medical Institute. “O distúrbio afeta principalmente meninas; aproximadamente 1 em cada 10.000 nascidos vivos”.
Como as mutações MECP2 perturbam a função cerebral
A síndrome de Rett é o resultado de uma mutação de perda de função no MECP2 gen. Este gene desempenha um papel importante no cérebro porque regula a atividade de muitos outros genes envolvidos em processos neurológicos. Se o gene for alterado, a proteína MeCP2 resultante pode estar completamente ausente ou incapaz de funcionar adequadamente. Em alguns casos, as formas mutantes de MeCP2 são produzidas em quantidades menores ou têm uma capacidade reduzida de ligação ao ADN, o que é essencial para o seu papel no controlo da actividade genética.
Experimentos em modelos de camundongos mostraram que os sintomas da síndrome de Rett podem ser revertidos sob certas condições. Quando a proteína MeCP2 saudável é injetada no cérebro desses animais, os sintomas melhoram. Os pesquisadores também descobriram que aumentar a quantidade da proteína mutante MeCP2 parcialmente funcional poderia levar a uma melhor sobrevivência, movimento e problemas respiratórios nos ratos.
“Isto é importante porque cerca de 65% dos pacientes com síndrome de Rett têm MeCP2 parcialmente funcional, que reduziu a ligação ao DNA ou é menor que o normal”, disse o primeiro autor Harini Tirumala, estudante de pós-graduação em genética molecular e humana no laboratório de Zoghbi. “Trabalhando com modelos de camundongos e células obtidas de pacientes com síndrome de Rett, nosso estudo apoia o conceito de que o aumento dos níveis de MeCP2 mutante em pacientes com esta doença pode trazer benefícios terapêuticos”.
Compreendendo as variantes da proteína MECP2
O desenvolvimento de tratamentos que corrijam os níveis de MeCP2 é um desafio porque o cérebro exige que a proteína permaneça dentro de uma faixa estreita. Muito pouco MeCP2 leva à síndrome de Rett, enquanto quantidades excessivas causam outro distúrbio neurológico conhecido como MECP2 Síndrome de duplicação. Alcançar o equilíbrio certo tem sido um grande obstáculo ao desenvolvimento da terapia.
“Sabíamos por pesquisas anteriores que o cérebro normalmente produz duas versões ligeiramente diferentes da proteína MeCP2, conhecidas como E1 e E2”, disse Zogby. “Essas versões vêm de um único gene que é processado de uma forma para produzir E1 e de outra para produzir E2”.
Uma maneira útil de imaginar esse processo é pensar em um gene como uma receita para produzir uma proteína. A instrução contém quatro componentes: e1, e2, e3 e e4. Para produzir a proteína MeCP2 E1, as células combinam e1, e3 e e4. Para produzir MeCP2 as células E2 incluem todos os quatro componentes, o que significa que o segmento e2 só aparece na versão E2. O cérebro produz ambas as proteínas, mas E1 é a forma mais abundante.
“Também sabíamos que não havia relatos de pacientes com síndrome de Rett com mutações na proteína E2. Apenas mutações que perturbam a proteína E1 causam esta condição”, disse Tirumala. “Estudos em ratos apoiam esta observação”.
“Em geral, sabíamos que o MeCP2-E2 difere do MeCP2-E1 por um ingrediente no gene, é menos comum que o E1, não está associado à síndrome de Rett e não é necessário para que o MeCP2 funcione no cérebro”, disse Tirumala. “Isso nos levou a levantar a hipótese de que direcionar as células cerebrais para ignorar o ingrediente e2 promoveria a produção de mais proteína MeCP2-E1 em pacientes com síndrome de Rett e melhoraria os resultados da doença. Testamos nossa hipótese em camundongos e em células obtidas de pacientes com síndrome de Rett.”
Aumento da proteína MeCP2 em experimentos
Para testar a ideia, os cientistas primeiro removeram o segmento e2 do normal Mecp2 gene em ratos e estudou como isso afeta os níveis de proteína e a função neurológica. A mudança aumentou significativamente a produção de MeCP2.
“Ficamos satisfeitos ao descobrir que esta abordagem resultou num aumento de 50-60% na proteína MeCP2 em ratos normais”, disse Tirumala.
A equipe então aplicou a mesma estratégia às células retiradas de pacientes com síndrome de Rett portadores MECP2 mutações que reduzem os níveis e a atividade das proteínas. Ao remover o componente e2 do gene mutante, os pesquisadores avaliaram como as células responderam.
“Ficamos satisfeitos em ver que a remoção do ingrediente e2 aumentou a produção de MeCP2”, disse Tirumala. “É importante ressaltar que, dependendo da gravidade da mutação, essas células recuperaram parte ou toda a sua estrutura normal, atividade elétrica normal e capacidade de regular os níveis de outros genes”.
Testando uma possível abordagem terapêutica
Os pesquisadores também analisaram se a droga poderia ser usada para bloquear o segmento e2 e aumentar a produção de MeCP2.
“Testamos o valor dos morfolinos para aumentar a produção da proteína MeCP2 em camundongos”, disse Tirumala. “Os morfolinos são moléculas sintéticas concebidas, neste caso, para impedir a produção da proteína MeCP2-E2, bloqueando o acesso ao ingrediente e2”, disse Tirumala. “Foi interessante ver que nossos morfolinos aumentaram significativamente a quantidade de proteína MeCP2 em camundongos”.
“Nosso trabalho estabelece as bases e fornece evidências pré-clínicas para uma abordagem terapêutica para a síndrome de Rett que aumenta o MeCP2 e proporciona melhora funcional”, disse Zogby. “Embora os morfolinos em si não sejam uma opção devido à sua toxicidade, estratégias semelhantes, como terapias com oligonucleotídeos antisense já utilizadas em outras doenças, poderiam ser potencialmente desenvolvidas para tratar a síndrome de Rett.”
Autores do estudo e financiamento
Participantes adicionais do estudo: Li Wang, Yan Li, Samir S. Bajikar, Ashley G. Anderson, Wei Wang, Alexander J. Trostl, Mahla Zahabion, Alexander Badzic, Gene J. Kim, Hu Chen e Zhangdong Liu. Na época do estudo, todos eram afiliados ao Baylor College of Medicine e ao NRI Duncan, embora alguns tenham se mudado desde então para instituições como a Universidade de Stanford, a Universidade da Virgínia e o UT Southwestern Medical Center – Dallas.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (concessões 5R01NS057819, P30 CA125123 e S10OD028591), pelo Instituto Médico Howard Hughes, pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame (F32NS122920), pela Fundação Henry Engel e pelo Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano Eunice Kennedy Shriver. (P50HD103555).
