A maioria das células do corpo humano pode se substituir após danos. Os neurônios, as células que alimentam o sistema nervoso, geralmente não conseguem. Após lesões, raramente geram substitutos saudáveis.
Após eventos como acidentes vasculares cerebrais, concussões ou doenças neurodegenerativas, os neurônios e seus axônios têm muito mais probabilidade de se deteriorar do que de reparar. Os axônios são extensões longas, semelhantes a fibras, que transportam sinais elétricos através do cérebro e do sistema nervoso, e sua perda desempenha um papel importante no declínio neurológico.
Uma nova maneira de pensar sobre a neurodegeneração
Pesquisadores da Universidade de Michigan encontraram descobertas que desafiam suposições de longa data sobre por que os neurônios são destruídos. O seu trabalho sugere novas estratégias que poderão um dia ajudar a proteger os pacientes de danos neurológicos progressivos.
Está publicado na revista Metabolismo moleculara pesquisa também pode ajudar a explicar os raros casos em que o cérebro consegue se recuperar de uma lesão. Os pesquisadores dizem que esta nova perspectiva pode abrir a porta para futuros tratamentos destinados a apoiar as respostas protetoras do próprio cérebro.
Como o metabolismo do açúcar molda a resiliência neuronal
Usando um modelo bem estabelecido de mosca da fruta, a equipe de pesquisa descobriu que a resistência de um neurônio à degeneração está intimamente relacionada à forma como ele processa o açúcar. Em outras palavras, o metabolismo desempenha um papel central na determinação se os neurônios enfraquecem ou resistem.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, pela Fundação Rita Allen e pela Klingenstein Fellowship in Neuroscience.
“O metabolismo é frequentemente alterado em lesões cerebrais traumáticas e doenças como a doença de Alzheimer, mas não sabemos se isso é uma causa ou uma consequência da doença”, disse a autora sênior Monica Doos, professora associada de biologia molecular, celular e do desenvolvimento na UM.
“Aqui descobrimos que a redução do metabolismo do açúcar perturba a integridade neuronal, mas quando os neurônios já estão danificados, a mesma manipulação pode ativar preventivamente um programa de proteção. Em vez de destruição, os axônios duram mais.”
Proteínas que detectam danos e controlam a degeneração
O autor principal, TJ Waller, pós-doutorado, descobriu duas proteínas que parecem afetar o tempo que os axônios permanecem saudáveis após uma lesão. Uma dessas proteínas é a leucina quinase de relâmpago duplo, ou DLK, que atua como um sensor de dano neuronal e se torna ativa quando o metabolismo é perturbado.
Uma segunda proteína, SARM1 – abreviação de Sterile Alpha e TIR Motif-containing 1 – há muito tempo é associada à degeneração axonal. O estudo mostra que a atividade SARM1 está intimamente relacionada com a resposta DLK.
“O que nos surpreendeu foi que a resposta neuroprotetora varia dependendo das condições internas da célula”, disse Doos. “Os sinais metabólicos determinam se os neurônios mantêm uma linhagem ou começam a se decompor”.
Quando a proteção se transforma em dano
Em situações em que os neurônios e axônios permanecem intactos, a atividade do DLK aumenta e o movimento do SARM1 é inibido. Esta combinação parece apoiar a protecção a curto prazo. Porém, os pesquisadores descobriram que esse equilíbrio não dura para sempre.
Quando o DLK permanece ativo por muito tempo, sua função muda. A ativação prolongada leva à neurodegeneração progressiva, revertendo os efeitos anteriormente protetores e acelerando os danos ao longo do tempo.
O desafio de direcionar DLK em doenças
Devido ao seu papel central, o DLK tornou-se um importante centro de estudo e tratamento de doenças neurodegenerativas. No entanto, a sua dupla natureza torna difícil atingir com segurança, explicou Waller.
“Se quisermos retardar a progressão da doença, queremos conter o lado negativo dela”, disse Waller. “Queremos ter certeza de que não interferimos de forma alguma no aspecto mais positivo, o que pode realmente ajudar a retardar naturalmente a progressão da doença”.
Encontrar formas de controlar os efeitos opostos da DLK continua a ser um problema não resolvido. Compreender como moléculas como o DLK alternam entre estados protetores e prejudiciais pode ter implicações importantes para o tratamento de lesões cerebrais traumáticas e doenças neurodegenerativas.
Doos e Waller disseram que a compreensão deste mecanismo “abre uma nova perspectiva sobre lesões e doenças que vai além de simplesmente bloquear os danos e se concentra no que o sistema já está fazendo para amplificá-los”.
