Pesquisadores do Duncan Neurological Institute (NRI) do Texas Children’s e do Baylor College of Medicine relatam uma estratégia experimental promissora que pode eventualmente ajudar a tratar a síndrome de Rett. Suas descobertas foram publicadas em Medicina Translacional Científicadescreve uma forma potencial de aumentar os níveis de uma proteína cerebral essencial que é destruída na doença. O trabalho oferece uma esperança inicial para a resolução de doenças raras do neurodesenvolvimento que atualmente não têm cura.
“A síndrome de Rett é um distúrbio genético raro do neurodesenvolvimento que normalmente causa regressão do desenvolvimento após 6 a 18 meses de crescimento normal, resultando em comprometimento grave das habilidades motoras, fala e comunicação”, disse o autor correspondente Huda Zoghbi, Ph.D., diretor do Duncan NRI, Distinguished Service Professor na Baylor University e Howard Hughes Medical Institute Investigator. “A doença afecta principalmente meninas; aproximadamente um em cada 10.000 nascidos vivos”.
Como as mutações MECP2 perturbam a função cerebral
A síndrome de Rett é causada por mutações de perda de função em genes MECP2 Gene. Este gene desempenha um papel crucial no cérebro porque regula a atividade de muitos outros genes envolvidos em processos neurais. Quando o gene é alterado, a proteína MeCP2 resultante pode estar completamente ausente ou incapaz de funcionar adequadamente. Em alguns casos, as formas mutadas de MeCP2 produzem menos 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 foi introduzida nos cérebros destes animais, os seus sintomas melhoraram. Os pesquisadores também descobriram que aumentar a quantidade da proteína MeCP2 mutante parcialmente funcional melhorou a sobrevivência, o movimento e os problemas respiratórios em camundongos.
“Isto é importante porque aproximadamente 65 por cento dos pacientes com síndrome de Rett têm MeCP2 parcialmente funcional que reduziu a ligação ao DNA ou é menos abundante que o normal”, disse o primeiro autor Harini Tirumala, estudante de pós-graduação em genética molecular e humana no laboratório Zoghbi. “Ao usar modelos de camundongos e células de pacientes com síndrome de Rett, nosso estudo fornece uma prova de conceito de que o aumento dos níveis de MeCP2 mutante em pacientes com a doença pode proporcionar benefícios terapêuticos”.
Compreendendo as variantes da proteína MECP2
O desenvolvimento de tratamentos que modulam os níveis de MeCP2 é um desafio porque o cérebro exige que a proteína permaneça dentro de limites estreitos. Muito pouco MeCP2 pode causar a síndrome de Rett, enquanto muito pouco pode causar outro distúrbio neurológico chamado MECP2 Síndrome de repetição. Alcançar o equilíbrio certo tem sido um grande obstáculo ao desenvolvimento terapêutico.
“Sabíamos por pesquisas anteriores que o cérebro normalmente produz duas versões ligeiramente diferentes da proteína MeCP2, E1 e E2”, disse Zoghbi. “Essas versões vêm do mesmo gene e são processadas de uma forma para produzir E1 e de uma forma diferente para produzir E2”.
Uma maneira útil de descrever esse processo é pensar nos genes como receitas para a construção de proteínas. A instrução contém quatro partes: e1, e2, e3 e e4. Para produzir a proteína MeCP2 E1, as células combinam e1, e3 e e4. Para produzir o MeCP2 E2, a bateria contém todos os quatro componentes, o que significa que o segmento e2 só aparece na versão E2. O cérebro produz ambas as proteínas, mas a forma E1 é mais abundante.
“Também sabemos que não houve relatos de pacientes com síndrome de Rett portadores de mutações na proteína E2. Somente mutações que perturbam a proteína E1 causariam esta condição”, disse Tirumala. “Estudos em ratos apoiam esta observação”.
“Em resumo, sabemos que o MeCP2-E2 difere do MeCP2-E1 por um único componente no gene que é menos abundante 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 especular que direcionar as células cerebrais para ignorar o componente E2 promoveria a produção de mais componente e2 em camundongos com síndrome de Rett. Nossa hipótese foi testada em células de pacientes com a síndrome.
Aumente a proteína MeCP2 em experimentos
Para testar esta ideia, os cientistas primeiro eliminaram o segmento e2 do segmento e2 normal. Quitina 2 gene em ratos e examinou como ele afeta os níveis de proteína e a função neural. Esta mudança aumentou significativamente a produção de MeCP2.
“Ficamos satisfeitos ao descobrir que esta abordagem aumentou a proteína MeCP2 em 50 a 60 por cento em ratos normais”, disse Tirumala.
A equipe então aplicou a mesma estratégia às células retiradas de pacientes de Rett que carregavam MECP2 Mutações que reduzem os níveis e a atividade das proteínas. Ao deletar o componente e2 do gene mutado, os pesquisadores avaliaram como as células responderam.
“Ficamos satisfeitos em ver que a exclusão do componente e2 melhorou 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 a capacidade de regular os níveis de outros genes”.
Testando possíveis tratamentos
Os pesquisadores também exploraram se drogas poderiam ser usadas para bloquear o fragmento e2 e promover a produção de MeCP2.
“Testamos o valor dos morfolinos no aumento da produção da proteína MeCP2 em camundongos”, disse Tirumala. “A mormorfolina é uma molécula sintética, neste caso, destinada a impedir a produção da proteína MeCP2-E2, bloqueando a entrada do componente e2”, disse Tirumala. “De forma emocionante, nossa morfolina aumentou significativamente a proteína MeCP2 em camundongos”.
“Nosso trabalho estabelece as bases e fornece evidências pré-clínicas para um tratamento da síndrome de Rett que aumenta o MeCP2 e melhora a função”, disse Zoghbi. “Embora a morfolina em si não seja uma opção devido à sua toxicidade, estratégias semelhantes, como terapias com oligonucleotídeos antisense que têm sido usadas em outras condições, poderiam ser potencialmente desenvolvidas para a síndrome de Rett.”
Autores do estudo e financiamento
Outros colaboradores do estudo incluem Li Wang, Yan Li, Sameer S. Bajikar, Ashley G. Anderson, Wei Wang, Alexander J. Trostle, Mahla Zahabiyon, Aleksandar Bajic, Jean J. Kim, Hu Chen e Zhandong Liu. Todos eram afiliados ao Baylor College of Medicine e ao Duncan National Research Institute na época do estudo, embora alguns tenham sido posteriormente transferidos para instituições como a Universidade de Stanford, a Universidade da Virgínia e o Centro Médico Southwestern da Universidade do Texas, em 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 Infância e Desenvolvimento Eunice Kennedy Shriver.
