Uma proteína cerebral “adormecida” acaba por ser um interruptor poderoso

As proteínas no centro da pesquisa são conhecidas como receptores ionotrópicos de glutamato do tipo delta, ou GluDs. Sabe-se que essas proteínas desempenham um papel importante na forma como os neurônios se comunicam entre si. Segundo os pesquisadores, mutações nos GluDs têm sido associadas a distúrbios psiquiátricos, incluindo ansiedade e esquizofrenia. Apesar desta ligação, os cientistas têm lutado durante anos para compreender exatamente como funcionam estas proteínas, tornando difícil conceber tratamentos que possam regular a sua atividade.

“Há muito se pensa que esta classe de proteína está adormecida no cérebro”, diz Edward Twomey, Ph.D., professor assistente de biofísica e química biofísica na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. “Nossas descobertas indicam que eles são muito ativos e oferecem um canal potencial para o desenvolvimento de novas terapias”.

O estudo que descreve essas descobertas foi publicado em Natureza.

Imagens revelam como funcionam os GluDs

Para entender melhor os GluDs, Twomey e sua equipe usaram microscopia crioeletrônica, uma técnica de imagem avançada que permite aos cientistas visualizar proteínas em detalhes. A análise deles mostrou que os GluDs contêm um canal iônico em seu centro. Este canal contém partículas carregadas que ajudam as proteínas a interagir com os neurotransmissores (sinais elétricos que permitem que as células cerebrais se comuniquem entre si).

“Esse processo é fundamental para a formação das sinapses, ponto de conexão onde as células se comunicam”, diz Twomey.

Implicações para distúrbios do movimento e doenças mentais

A descoberta pode ajudar a acelerar o desenvolvimento de medicamentos para a ataxia cerebelar, um distúrbio que afeta o movimento e o equilíbrio. A ataxia cerebelar pode resultar de acidente vascular cerebral, traumatismo cranioencefálico, tumores cerebrais ou certas doenças neurodegenerativas e também pode causar problemas de memória. Nessa condição, os GluDs tornam-se “superativos” mesmo quando não há sinalização elétrica no cérebro. Twomey explica que uma abordagem potencial de tratamento envolveria o desenvolvimento de medicamentos que bloqueiem esta atividade excessiva.

Na esquizofrenia, a situação parece ser invertida. Os GluDs são menos ativos do que o normal, e Twomey diz que os medicamentos futuros poderiam ter como objetivo aumentar a sua atividade.

Possíveis ligações com envelhecimento e perda de memória

As descobertas também podem ser relevantes para o envelhecimento e o declínio da memória. Como os GluDs ajudam a regular as sinapses, os medicamentos direcionados a essas proteínas podem ajudar a manter a função das sinapses ao longo do tempo. As sinapses são essenciais para o aprendizado, a memória e a formação de pensamentos.

“Como os GluDs regulam diretamente as sinapses, poderíamos desenvolver um medicamento direcionado para qualquer condição em que as sinapses funcionem mal”, diz Twomey.

Próximas etapas e pesquisa em andamento

Olhando para o futuro, Twomey diz que planeia colaborar com empresas farmacêuticas para desenvolver ainda mais este alvo terapêutico. Sua equipe também está estudando mutações específicas do GluD que têm sido diretamente ligadas à esquizofrenia, ansiedade e outros transtornos psiquiátricos. O objetivo é entender melhor como essas condições progridem e desenvolver tratamentos mais precisos.

Outros cientistas da Johns Hopkins que contribuíram para o estudo incluem Haobo Wang, Fairine Ahmed, Jeffrey Khau e Anish Kumar Mondal.

A Universidade Johns Hopkins registrou uma patente cobrindo as técnicas usadas para medir correntes elétricas de GluDs.

O financiamento para a pesquisa veio do National Institutes of Health (R35GM154904), do Searle Scholars Program e da Diana Helis Henry Medical Research Foundation.