Uma nova pesquisa sugere que a interrupção dos circuitos cerebrais em pessoas com síndrome de Down pode estar ligada a deficiências em moléculas específicas das quais o sistema nervoso depende para se desenvolver e funcionar adequadamente. A equipe diz que trazer de volta essa molécula, chamada pleiotrofina, poderia ajudar a apoiar a função cerebral na síndrome de Down e em outros distúrbios neurológicos subjacentes, possivelmente até mais tarde na vida.
O trabalho foi feito em ratos de laboratório, não em humanos, por isso ainda está longe de ser um tratamento. Mesmo assim, os investigadores descobriram que administrar pleiotrofina melhorou a função cerebral em ratos adultos depois de o cérebro já ter terminado a sua formação. Isto pode ter vantagens em comparação com estratégias anteriores destinadas a fortalecer os circuitos cerebrais associados à síndrome de Down, o que teria exigido ação durante um período muito estreito durante a gravidez.
“Este estudo é realmente emocionante porque demonstra que podemos atingir os astrócitos, um tipo de célula no cérebro especializado na secreção de moléculas moduladoras de sinapses, para religar os circuitos cerebrais na idade adulta”, disse a pesquisadora Ashley N. Brandebura, Ph.D., ex-membro do grupo de pesquisa do Instituto Salk de Estudos Biológicos e agora da Escola de Medicina da Universidade da Virgínia. “Isso ainda está longe de ser aplicado em humanos, mas nos dá esperança de que as moléculas secretadas possam ser entregues através de terapias genéticas eficazes ou potencialmente infusões de proteínas para melhorar a qualidade de vida na síndrome de Down”.
Saiba mais sobre a síndrome de Down e seus efeitos na saúde
Cerca de um em cada seis bebês nascidos anualmente nos Estados Unidos tem síndrome de Down, de acordo com os Centros federais de Controle e Prevenção de Doenças. É causada por erros na divisão celular durante o desenvolvimento e pode estar associada a atraso no desenvolvimento, hiperatividade, redução da expectativa de vida e maior risco de problemas de saúde, incluindo defeitos cardíacos, problemas de tireoide e dificuldade de ouvir ou ver.
Os cientistas da Salk, liderados por Nicola J. Allen, Ph.D., decidiram aprender mais sobre o que causa a síndrome de Down examinando proteínas dentro das células cerebrais de modelos de camundongos com síndrome de Down. Eles se concentraram na pleiotrofina porque ela normalmente ocorre em níveis muito elevados durante estágios críticos do desenvolvimento do cérebro e desempenha um papel importante na construção de sinapses, nas conexões entre as células nervosas, e na formação de axônios e dendritos, que ajudam os neurônios a enviar e receber sinais. Os pesquisadores também observaram que as pessoas com síndrome de Down apresentam níveis reduzidos de pleiotrofina.
Para testar se a restauração de proteínas pleiotrópicas poderia melhorar a função cerebral, a equipe usou vírus projetados, chamados vetores virais, para entregá-los aos locais certos. Os vírus são frequentemente associados a doenças como a gripe, mas os pesquisadores podem modificá-los para que não causem doenças e, em vez disso, carreguem substâncias úteis. Neste caso, o vírus é despojado dos seus componentes nocivos e carregado com substâncias benéficas – pleiotrofinas – para que possa entregar moléculas diretamente nas células.
Astrócitos, sinapses e plasticidade cerebral
Os cientistas relatam que a entrega de proteínas pleiotrópicas aos astrócitos, um importante tipo de célula cerebral, produziu efeitos dramáticos. Entre essas mudanças está o aumento do número de sinapses no hipocampo, região envolvida no aprendizado e na memória. A equipe também descobriu um aumento da “plasticidade” cerebral, ou a capacidade de criar ou ajustar conexões que apoiam o aprendizado e a memória.
“Esses resultados sugerem que podemos usar astrócitos como transportadores para entregar moléculas indutoras de plasticidade ao cérebro”, disse Allen. “Um dia, isso poderá nos permitir reconectar conexões defeituosas e melhorar o desempenho do cérebro”.
Implicações mais amplas e próximos passos
Os pesquisadores enfatizam que é improvável que a pleiotrofina seja o único fator por trás dos problemas de circuito na síndrome de Down. Eles disseram que mais trabalho precisa ser feito para compreender os muitos colaboradores envolvidos. Ainda assim, acreditam que os resultados mostram que a abordagem em si é viável e que pode eventualmente ajudar a ir além da síndrome de Down e incluir outras doenças neurológicas.
“A ideia de que os astrócitos podem fornecer moléculas para induzir a plasticidade cerebral tem implicações para muitas doenças neurológicas, incluindo outras perturbações do neurodesenvolvimento como a doença frágil.
Após concluir o pós-doutorado na Salk, Brandbra planeja dar continuidade a essa linha de pesquisa na UVA Health. Ela é membro do UVA Brain Institute, do Departamento de Neurociências e do Centro de Imunologia Cerebral e Glia (BIG Center).
Resultados de pesquisa publicados e financiamento
Resultados publicados em revista relatório de célula. O artigo é de acesso aberto, o que significa que sua leitura é gratuita. A equipe de pesquisa inclui Brandebura, Adrien Paumier, Quinn N. Asbell, Tao Tao, Mariel Kristine B. Micael, Sherlyn Sanchez e Allen. Os cientistas dizem que não há benefício financeiro com o trabalho.
O apoio vem da Iniciativa Chan Zuckerberg e do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos Institutos Nacionais de Saúde, concessão F32NS117776.
