Pesquisadores do Baylor College of Medicine descobriram um processo natural no cérebro que remove placas amilóides existentes em um modelo de rato com doença de Alzheimer, ao mesmo tempo que ajuda a preservar a memória e as habilidades de pensamento. Este processo depende de astrócitos (células de suporte em forma de estrela), que os orientam na eliminação do acúmulo de placas tóxicas comum na doença de Alzheimer. Quando a equipe aumentou a quantidade de Sox9, uma proteína que afeta muitas funções dos astrócitos durante o envelhecimento, as células tornaram-se mais eficientes na remoção de depósitos amilóides. Os resultados da pesquisa são relatados em Neurociência da Naturezasugerindo que o aumento da atividade dos astrócitos pode um dia ajudar a retardar o declínio cognitivo associado a doenças neurodegenerativas.
“Os astrócitos realizam uma variedade de tarefas críticas para o funcionamento normal do cérebro, incluindo facilitar a comunicação cerebral e o armazenamento de memória. À medida que o cérebro envelhece, os astrócitos exibem profundas mudanças funcionais; no entanto, o papel que essas mudanças desempenham no envelhecimento e na neurodegeneração não é claro”, disse o primeiro autor Dong-Joo Choi, Ph.D., que conduziu o trabalho no Centro Baylor de Terapia Celular e Genética e no Departamento de Neurocirurgia. Choi é agora professor assistente no Centro de Neuroimunologia e Biologia Glial do Instituto de Medicina Molecular do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas, em Houston.
Siga Sox9 como um regulador chave
Neste projeto, os investigadores pretendem compreender como os astrócitos mudam com a idade e como essas alterações se relacionam com a doença de Alzheimer. Eles se concentraram na Sox9, uma proteína que afeta uma ampla rede de genes associados ao envelhecimento dos astrócitos.
“Nós manipulamos a expressão do gene Sox9 para avaliar seu papel na manutenção da função dos astrócitos no envelhecimento do cérebro e em modelos da doença de Alzheimer”, explicou o autor correspondente Benjamin Deneen, Ph.D., Russell J. e Marian K. Blattner Professor de Neurocirurgia, Diretor do Cancer Neuroscience Center, membro do Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center da Baylor University, e investigador principal do Jan and Dan Duncan Neurological Institute do Texas Children’s Hospital.
Testando o método em um modelo sintomático da doença de Alzheimer
“Um ponto importante no desenho dos nossos experimentos é que os modelos de camundongos com doença de Alzheimer que usamos já desenvolveram deficiências cognitivas, como déficits de memória, e tinham placas amilóides no cérebro”, disse Choi. “Acreditamos que estes modelos são mais relevantes para o que vemos em muitos pacientes com sintomas da doença de Alzheimer do que outros modelos nos quais tais experiências foram realizadas antes da formação das placas”.
Nestes modelos, os investigadores adicionaram ou removeram o Sox9 e depois monitorizaram o desempenho cognitivo de cada rato durante seis meses. Durante esse período, os animais foram testados quanto à sua capacidade de reconhecer objetos e locais familiares. Após a conclusão dos estudos comportamentais, a equipe examinou os cérebros para medir o acúmulo de placas.
Níveis mais altos de Sox9 melhoram a remoção de placa bacteriana e a memória
Os resultados mostraram uma diferença clara. A redução do Sox9 resulta na formação mais rápida de placas, redução da complexidade estrutural dos astrócitos e redução da eliminação da placa. O aumento dos níveis de Sox9 tem o efeito oposto, aumentando a atividade celular, apoiando a remoção da placa bacteriana e preservando as capacidades cognitivas. Os efeitos protetores sugerem que o forte envolvimento dos astrócitos pode ajudar a retardar o declínio cognitivo associado a doenças neurodegenerativas.
“Descobrimos que o aumento da expressão de Sox9 faz com que os astrócitos absorvam mais placas amilóides, eliminando-as do cérebro como um aspirador de pó”, disse Deneen. “A maioria dos tratamentos atuais concentra-se nos neurônios ou tenta prevenir a formação de placas amilóides. Este estudo sugere que melhorar as habilidades naturais de limpeza dos astrócitos pode ser igualmente importante.”
Potencial futuro e necessidades de investigação em curso
Choi, Deneen e seus colegas observam que são necessárias mais pesquisas para entender como o Sox9 muda ao longo do tempo no cérebro humano. Ainda assim, estes resultados sugerem que pode ser possível desenvolver terapias que aproveitem as capacidades naturais de limpeza dos astrócitos para combater doenças neurodegenerativas.
Sanjana Murali, Wookbong Kwon, Junsung Woo, Eun-Ah Christine Song, Yeunjung Ko, Debo Sardar, Brittney Lozzi, Yi-Ting Cheng, Michael R. Williamson, Teng-Wei Huang, Kaitlyn Sanchez e Joanna Jankowsky do Baylor College of Medicine também contribuíram para este trabalho.
Esta pesquisa foi apoiada por bolsas do National Institutes of Health (R35-NS132230, R01-AG071687, R01-CA284455, K01-AG083128, R56-MH133822). O financiamento adicional veio da Fundação David e Eula Winterman, do Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano Eunice Kennedy Shriver do NIH, sob o prêmio número P50HD103555, e de recursos compartilhados fornecidos pelo Houston Methodist e pelo Baylor College of Medicine.
