Doenças como Alzheimer, Parkinson e doença de Huntington danificam lentamente o cérebro, destruindo os neurônios, as células que transportam mensagens através do sistema nervoso. À medida que estas células são perdidas, as pessoas podem desenvolver problemas de memória, declínio cognitivo e dificuldades de movimento, que muitas vezes se tornam graves o suficiente para exigir cuidados contínuos.
Os medicamentos atuais podem aliviar alguns sintomas, e os tratamentos recentes para a doença de Alzheimer, como o lercanezumab e o donanezumab, podem retardar a progressão em algumas pessoas com a doença em fase inicial, mas não conseguem restaurar a memória perdida ou reconstruir o tecido cerebral danificado. É por isso que os investigadores estão a perseguir outra ideia ambiciosa: ajudar o cérebro a substituir neurónios que foram perdidos.
uma vitamina famosa pelo sangue e ossos
A vitamina K é conhecida por seu papel na coagulação do sangue e na saúde óssea. Nos últimos anos, no entanto, os cientistas também o associaram à protecção do cérebro e à diferenciação neuronal, o processo pelo qual as células nervosas imaturas se tornam neurónios funcionais.
Uma forma de vitamina K, a menadiona 4 (MK-4), é naturalmente ativa no corpo. Mesmo assim, o efeito em si pode não ser suficientemente forte para ser utilizado na futura medicina regenerativa para doenças neurodegenerativas.
Em uma pesquisa publicada online na ACS Chemical Neuroscience em 3 de julho de 2025, pesquisadores do Instituto de Tecnologia Shibaura do Japão criaram análogos da vitamina K projetados para tornar o sistema nervoso mais ativo. A pesquisa foi liderada pelo Professor Associado Yoshihisa Hirota e pelo Professor Yoshitomo Suhara do Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia.
Hirota explicou: “Os análogos da vitamina K recém-sintetizados são aproximadamente três vezes mais eficazes em induzir células progenitoras neurais a se diferenciarem em neurônios do que a vitamina K natural. Como a perda neuronal é uma marca registrada de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, esses análogos poderiam servir como agentes regenerativos para ajudar a repor os neurônios perdidos e restaurar a função cerebral”.
Construindo compostos ativos para o cérebro mais fortes
Para tornar a vitamina K mais eficaz, a equipe sintetizou 12 homólogos mistos de vitamina K. Alguns deles estão relacionados ao ácido retinóico, um metabólito ativo da vitamina A conhecido por promover a diferenciação neuronal. Outros incluem porções de ácido carboxílico ou cadeias laterais de éster metílico. Os pesquisadores então compararam a intensidade com que os compostos promoveram a transformação de células progenitoras neurais em neurônios.
A vitamina K e o ácido retinóico afetam a atividade genética através de diferentes receptores. A vitamina K atua através dos receptores esteróides e xenobióticos (SXR), enquanto o ácido retinóico atua através do receptor do ácido retinóico (RAR). Quando a equipe testou os compostos em células progenitoras neurais de camundongos, as moléculas misturadas retiveram a atividade biológica da vitamina K e do ácido retinóico.
Os pesquisadores também mediram a proteína 2 associada aos microtúbulos (Map2), um marcador associado ao crescimento neuronal. Um composto se destacou. Combina a estrutura do ácido retinóico com a cadeia lateral do éster metílico, e sua atividade de diferenciação neuronal é três vezes maior que a do grupo controle, e sua atividade é significativamente mais forte que a dos compostos naturais de vitamina K. Os pesquisadores o chamam de novo análogo da vitamina K (Novel VK).
Sinais surpreendentes no cérebro
A equipe de pesquisa investigou então como a vitamina K produz esses efeitos neuroprotetores. Eles compararam a expressão genética em células-tronco neurais tratadas com MK-4, que promove a diferenciação neuronal, e em células-tronco neurais tratadas com compostos que inibem esse processo.
A análise indicou que os receptores metabotrópicos de glutamato (mGluR) parecem ajudar a impulsionar a diferenciação neuronal induzida pela vitamina K através da regulação epigenética e transcricional a jusante. Os efeitos do MK-4 estão especificamente relacionados ao mGluR1.
Esta ligação é importante porque o mGluR1 já está ligado à transmissão sináptica (comunicação entre neurônios). Camundongos sem mGluR1 apresentam problemas de movimento e sinápticos, características que se sobrepõem à disfunção observada em doenças neurodegenerativas.
Viaje para o cérebro
Para explorar se os compostos de vitamina K poderiam interagir com o mGluR1, os pesquisadores usaram simulações estruturais e estudos de acoplamento molecular. Seus resultados mostraram que o Novel VK tem uma afinidade de ligação mais forte para o mGluR1 do que para o MK-4.
Eles também testaram a eficácia do Novel VK em entrar nas células e convertê-lo em MK-4 bioativo. Intracelularmente, os níveis de MK-4 aumentaram de maneira dependente da concentração. O novo VK também é mais fácil de converter em MK-4 do que a vitamina K natural.
Os experimentos com ratos acrescentaram outra descoberta importante. O novo VK apresentou características farmacocinéticas estáveis, conseguiu atravessar a barreira hematoencefálica e produziu concentrações mais elevadas de MK-4 no cérebro do que o grupo controle.
Por que esta descoberta é importante
Este trabalho destaca uma possível via terapêutica que faz mais do que apenas controlar os sintomas. Ao impulsionar a transformação de células progenitoras neurais em neurônios, os compostos à base de vitamina K poderão um dia ajudar a desenvolver estratégias destinadas a retardar, retardar ou possivelmente reverter alguma neurodegeneração.
Este continua a ser um objectivo a longo prazo. As descobertas são baseadas em estudos celulares e experimentos com ratos, e não em testes em humanos. Ainda não foi comprovado que nenhum medicamento derivado da vitamina K repare o cérebro de pessoas com doença de Alzheimer, Parkinson ou doença de Huntington. Ainda assim, estes resultados fornecem aos investigadores um alvo mais claro, especificamente a via mGluR1, para o desenvolvimento de futuras terapias de reparação cerebral.
O campo mais amplo do Alzheimer foi além dos tratamentos puramente baseados em sintomas. As terapias anti-amilóides aprovadas pela FDA agora têm como alvo a biologia da doença do Alzheimer em estágio inicial, embora não sejam uma cura ou restaurem a memória perdida ou a função cognitiva. Se finalmente comprovadamente seguras e eficazes, as abordagens regenerativas teriam como alvo um desafio diferente: substituir ou restaurar células nervosas danificadas.
Hirota disse: “Nossa pesquisa fornece uma abordagem potencialmente inovadora para o tratamento de doenças neurodegenerativas. Um medicamento derivado da vitamina K que pudesse retardar a progressão da doença de Alzheimer ou melhorar seus sintomas não apenas melhoraria a qualidade de vida dos pacientes e de suas famílias, mas também reduziria significativamente os crescentes gastos com saúde e a carga social dos cuidados de longo prazo”.
A esperança é que esta linha de investigação acabe por passar de resultados laboratoriais promissores para tratamentos clinicamente significativos para pacientes com doenças neurológicas.
Sobre o professor associado Yoshihisa Hirota da SIT Japão
Dr. Yoshihisa Hirota é professor associado do Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciência de Sistemas do Instituto de Tecnologia de Shibaura. Ele também trabalhou internacionalmente como pesquisador visitante na Universidade de Cincinnati.
Sua pesquisa se concentra na ciência médica e na bioquímica nutricional, com foco particular em como as vitaminas lipossolúveis e os ácidos nucléicos funcionam nos sistemas biológicos. Dr. Hirota publicou 56 artigos e seu trabalho vincula biologia molecular e nutrição na busca de melhores soluções de saúde e maior expectativa de vida saudável.
Sobre o professor Yoshitomo Suhara da SIT Japão
Dr. Yoshitomo Suhara é professor do Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciência de Sistemas do Instituto de Tecnologia de Shibaura.
Seu trabalho se concentra na química medicinal e na descoberta de medicamentos, particularmente na criação de pequenas moléculas bioativas derivadas de vitaminas lipossolúveis, como as vitaminas D e K. Ele é autor de mais de 100 publicações revisadas por pares e vários pedidos de patentes. Seus programas multidisciplinares incluem compostos neurogênicos que promovem a diferenciação neuronal, medicamentos antivirais e novas moléculas anticâncer.
Informações de financiamento
Este estudo foi apoiado em parte por uma bolsa de pesquisa da Mishima Kaiun Memorial Foundation e da Suzuken Memorial Foundation, da Kose Beauty Research Foundation, da Koyanagi Foundation, do Toyo Institute of Food Technology, do Scientific Research Promotion Fund e da Takahashi Industrial Economic Research Foundation.
Outro apoio veio do Fundo do Japão para Promoção de Pesquisa Conjunta Internacional (A) (concessão número 18KK0455) e Subsídio para Pesquisa Científica (C) (números de subvenção 20K05754 e 18K11056, 21K11709 e 24K14656), Subsídio para Cientistas em Início de Carreira (SPS3456) e Subsídio para Cientistas em Início de Carreira (SPS3456). Cientistas de Carreira (SP).
