A maioria das células do corpo humano pode se renovar após danos. Os neurônios (as células que alimentam o sistema nervoso) geralmente não conseguem. Uma vez feridos, raramente produzem substitutos saudáveis.
Após um evento como acidente vascular cerebral, concussão ou doença neurodegenerativa, os neurônios e seus axônios têm maior probabilidade de se deteriorar em vez de se repararem. 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 doenças neurodegenerativas
Pesquisadores da Universidade de Michigan fizeram descobertas que desafiam suposições de longa data sobre por que os neurônios entram em colapso. O seu trabalho sugere novas estratégias que poderão um dia ajudar a proteger os pacientes de danos neurológicos progressivos.
publicado em revista metabolismo moleculara pesquisa também pode ajudar a explicar casos raros de recuperação após lesão cerebral. 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 modelos bem estabelecidos de Drosophila, a equipe descobriu que a resistência dos neurônios à degeneração está intimamente relacionada à forma como eles processam o açúcar. Em outras palavras, o metabolismo desempenha um papel central na determinação se os neurônios falham ou persistem.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela National Science Foundation, pela Fundação Rita Allen e pela Klingenstein Fellowship in Neuroscience.
“Em doenças como lesões cerebrais e doença de Alzheimer, o metabolismo muda frequentemente, mas não sabemos se isso é uma causa ou uma consequência da doença”, disse a autora sênior Monica Dus, professora associada de biologia molecular, celular e do desenvolvimento na Universidade de Michigan.
“Aqui, descobrimos que a redução do metabolismo da glicose perturba a integridade neural, mas se o neurônio já estiver lesionado, a mesma manipulação pode ativar preventivamente programas de proteção. Em vez de entrar em colapso, os axônios permanecem intactos por mais tempo.”
Proteínas que detectam danos e controlam a degradação
O autor principal, TJ Waller, pesquisador de pós-doutorado, descobriu duas proteínas que parecem afetar o tempo que os axônios permanecem saudáveis após uma lesão. Uma dessas proteínas é a dileucina zíper quinase (DLK), que atua como um sensor de dano neuronal e se torna ativa quando o metabolismo é interrompido.
Uma segunda proteína, SARM1 (abreviação de Sterile Alpha e TIR Motif-tendo 1), há muito tempo está implicada na degeneração axonal. Estudos demonstraram que a atividade SARM1 está intimamente relacionada com a resposta DLK.
“Para nossa surpresa, a resposta neuroprotetora variou dependendo das condições internas da célula”, disse Duss. “Os sinais metabólicos determinam se os neurônios se mantêm firmes ou começam a entrar em colapso.”
Quando a proteção se transforma em dano
Enquanto os neurônios e axônios permaneceram intactos, a atividade do DLK foi aumentada, enquanto o movimento do SARM1 foi inibido. Esta combinação parece apoiar a protecção a curto prazo. No entanto, os investigadores descobriram que este equilíbrio não persiste indefinidamente.
Quando o DLK permanece ativo por um longo período de tempo, sua função muda. A ativação prolongada leva à neurodegeneração progressiva, revertendo os efeitos protetores precoces e acelerando os danos ao longo do tempo.
Desafios direcionados ao DLK na doença
Devido ao seu papel central, a DLK tornou-se um foco importante no estudo e tratamento de doenças neurodegenerativas. Waller explicou que sua dupla natureza, no entanto, dificulta a localização segura.
“Se quisermos retardar a progressão da doença, queremos suprimir os seus efeitos negativos”, disse Waller. “Queremos ter certeza de que não estamos suprimindo os aspectos mais positivos que podem realmente ajudar a retardar a progressão da doença naturalmente”.
Encontrar formas de gerir os efeitos adversos da DLK continua a ser um desafio não resolvido. Compreender como moléculas como o DLK alternam entre estados protetores e prejudiciais pode ter implicações significativas no tratamento de lesões cerebrais e doenças neurodegenerativas.
A compreensão deste mecanismo, dizem Douce e Waller, “fornece uma nova perspectiva sobre lesões e doenças que vai além da simples prevenção de danos e, em vez disso, concentra-se no que o sistema já faz para reforçar os danos”.
