Novas pesquisas sugerem que a interrupção dos circuitos cerebrais na síndrome de Down pode estar ligada a uma deficiência em uma molécula específica da qual o sistema nervoso depende para se desenvolver e funcionar adequadamente. A equipe diz que trazer de volta essa molécula, conhecida como pleiotrofina, poderia ajudar a apoiar a função cerebral na síndrome de Down e possivelmente em outras condições neurológicas, talvez até mais tarde na vida.
O trabalho foi feito em ratos de laboratório, não em humanos, então não está nem perto de ser uma cura. Apesar disso, os pesquisadores descobriram que a administração de pleiotrofina melhorou a função cerebral em ratos adultos depois que o cérebro já havia terminado de se formar. Isto levanta a possibilidade de uma vantagem sobre estratégias anteriores destinadas a fortalecer os circuitos cerebrais relacionados com a síndrome de Down, o que teria exigido ação durante janelas muito estreitas durante a gravidez.
“Este estudo é realmente emocionante porque fornece uma prova de conceito de que podemos influenciar os astrócitos, um tipo de célula do cérebro especializada em secretar moléculas que modulam as sinapses, para religar os circuitos cerebrais na idade adulta”, disse a pesquisadora Ashley N. Brandebura, Ph.D., que fez parte da equipe de pesquisa do Instituto Salk de Estudos Biológicos e agora faz parte da Escola da Universidade da Virgínia. Medicamento. “Ainda está muito longe de ser utilizado em humanos, mas dá-nos esperança de que as moléculas isoladas possam ser entregues através de terapia genética eficaz ou potencialmente infusões de proteínas para melhorar a qualidade de vida na síndrome de Down”.
Compreendendo a síndrome de Down e seus efeitos na saúde
De acordo com os Centros federais de Controle e Prevenção de Doenças, a síndrome de Down afeta aproximadamente 1 em cada 640 bebês nascidos a cada ano nos Estados Unidos. É o resultado de um erro na divisão celular durante o desenvolvimento e pode estar associado a atraso no desenvolvimento, hiperatividade, menor expectativa de vida e alto risco de problemas de saúde que podem incluir defeitos cardíacos, problemas de tireoide e problemas de audição e visão.
Os cientistas da Salk, liderados pelo Dr. Nicola J. Allen, decidiram aprender mais sobre as causas da síndrome de Down estudando proteínas dentro das células cerebrais em modelos de camundongos da doença. Eles se concentraram na pleiotrofina porque ela normalmente aparece em níveis muito elevados durante os principais estágios do desenvolvimento do cérebro e desempenha um papel importante na construção de sinapses, nas conexões entre as células nervosas e na formação de axônios e dendritos que ajudam os neurônios a enviar e receber sinais. Os pesquisadores também observaram que os níveis de pleiotrofina são reduzidos na síndrome de Down.
Para testar se a restauração da pleiotrofina poderia melhorar a função cerebral, a equipe utilizou vírus projetados, chamados vetores virais, para entregá-la ao lugar certo. Os vírus são frequentemente associados a doenças como a gripe, mas os pesquisadores podem modificá-los para que não causem doenças e, em vez disso, carreguem material útil. Neste caso, o vírus foi despojado dos componentes nocivos e carregado com uma carga útil – a pleiotrofina – para que pudesse entregar a molécula diretamente nas células.
Astrócitos, sinapses e plasticidade cerebral
Os cientistas relataram que a entrega de pleiotrofina aos astrócitos, um importante tipo de célula cerebral, teve efeitos significativos. Entre as mudanças, aumentou o número de sinapses no hipocampo, área envolvida no aprendizado e na memória. A equipe também observou um aumento na “plasticidade” do cérebro – a capacidade de criar ou reparar conexões que apoiam o aprendizado e a memória.
“Esses resultados mostram que podemos usar astrócitos como vetores para entregar moléculas que induzem plasticidade no cérebro”, disse Allen. “Isso pode um dia nos permitir reconectar conexões defeituosas e melhorar a função cerebral.”
Implicações mais amplas e próximos passos
Os pesquisadores enfatizam que é improvável que a pleiotrofina seja o único fator nos problemas de circuito na síndrome de Down. Eles dizem que mais trabalho precisa ser feito para compreender os muitos atores envolvidos. Ainda assim, dizem que os resultados mostram que a abordagem pode funcionar por si só e que poderia eventualmente ajudar não apenas a síndrome de Down, mas também outras condições neurológicas.
“Esta 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 distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer”, disse Brandebura. “Se conseguirmos descobrir como ‘reprogramar’ astrócitos desordenados para fornecer moléculas sinaptogénicas, poderemos ter um efeito muito benéfico em muitas doenças diferentes.”
Após concluir o pós-doutorado na Salk, Brandebura planeja seguir essa linha de pesquisa na UVA Health. Lá, ela faz parte do UVA Brain Institute, do Departamento de Neurociências e do Centro de Imunologia do Cérebro e Glia (BIG Center).
Resultados publicados e financiamento
Os resultados foram publicados na revista Relatórios de células. O artigo é de acesso aberto, ou seja, de leitura gratuita. A equipe de pesquisa incluiu Brandebura, Adrienne Pamier, Quinn N. Asbell, Tao Tao, Mariel Christine B. Michael, Sherlyn Sanchez e Allen. Cientistas relatam falta de interesse financeiro no trabalho.
O apoio foi fornecido pela Iniciativa Chan Zuckerberg e pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos Institutos Nacionais de Saúde, concessão F32NS117776.
