Cientistas reconectaram os circuitos cerebrais da síndrome de Down restaurando uma molécula perdida

O trabalho foi feito em ratos de laboratório, e não em pessoas, por isso não está nem perto de se tornar 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 levanta a possibilidade de uma vantagem sobre estratégias anteriores destinadas a fortalecer os circuitos cerebrais relacionados com a síndrome de Down, o que teria exigido acção durante janelas muito estreitas na gravidez.

“Este estudo é realmente entusiasmante porque serve como prova de conceito de que podemos ter como alvo 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 investigadora Ashley N. Brandebura, PhD, que fez parte da equipa de investigação enquanto estava no Instituto Salk de Estudos Biológicos e agora faz parte da Escola de Medicina da Universidade da Virgínia. “Isso ainda está longe de ser usado em humanos, mas nos dá esperança de que as moléculas secretadas possam ser fornecidas com terapias genéticas eficazes ou potencialmente infusões de proteínas para melhorar a qualidade de vida na síndrome de Down”.

Compreendendo a síndrome de Down e seus impactos na saúde

A síndrome de Down afeta cerca de 1 em cada 640 bebês nascidos a cada ano nos Estados Unidos, de acordo com os Centros federais de Controle e Prevenção de Doenças. Resulta de um erro na divisão celular durante o desenvolvimento e pode estar associado a atrasos no desenvolvimento, hiperatividade, menor expectativa de vida e maior risco de problemas de saúde que podem incluir defeitos cardíacos, problemas de tireoide e dificuldades de audição ou visão.

Os cientistas da Salk, liderados por Nicola J. Allen, PhD, decidiram aprender mais sobre o que causa a síndrome de Down, examinando proteínas dentro das células cerebrais em modelos de camundongos com a doença. Eles se concentraram na pleiotrofina porque ela normalmente aparece em níveis muito elevados em estágios-chave do desenvolvimento do cérebro e desempenha papéis importantes 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 os níveis de pleiotrofina são reduzidos na síndrome de Down.

Para testar se a restauração da pleiotrofina poderia melhorar a função cerebral, a equipe usou vírus projetados, chamados vetores virais, para entregá-la ao lugar certo. 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 material útil. Neste caso, o vírus foi despojado de componentes nocivos e carregado com uma carga benéfica – pleiotrofina – para que pudesse entregar a molécula diretamente nas células.

Astrócitos, sinapses e plasticidade cerebral

Os cientistas relataram que o fornecimento de pleiotrofina aos astrócitos, um importante tipo de célula cerebral, produziu efeitos substanciais. Entre as mudanças, aumentou o número de sinapses no hipocampo, região envolvida no aprendizado e na memória. A equipe também observou um aumento na “plasticidade” cerebral – a capacidade de criar ou ajustar conexões que apoiam o aprendizado e a memória.

“Esses resultados sugerem que podemos usar astrócitos como vetores para entregar moléculas indutoras de plasticidade ao cérebro”, disse Allen. “Isso poderia um dia 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 dizem que é necessário mais trabalho para compreender os muitos colaboradores envolvidos. Ainda assim, argumentam que os resultados mostram que a abordagem em si pode funcionar e que poderá eventualmente ajudar para além da síndrome de Down, inclusive noutras doenças neurológicas.

“Essa ideia de que os astrócitos podem fornecer moléculas para induzir a plasticidade cerebral tem implicações para muitos distúrbios neurológicos, incluindo outros distúrbios do neurodesenvolvimento, como a síndrome do X frágil, mas também talvez até mesmo para distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer”, disse Brandebura. “Se conseguirmos descobrir como ‘reprogramar’ astrócitos desordenados para fornecer moléculas sinaptogênicas, poderemos ter um impacto muito benéfico em muitos estados de doenças diferentes.”

Após concluir o pós-doutorado na Salk, Brandebura planeja dar continuidade a essa linha de pesquisa na UVA Health. Lá, ela faz parte do UVA Brain Institute, do Departamento de Neurociências e do Centro de Imunologia Cerebral e Glia (BIG Center).

Resultados publicados e financiamento

Os resultados foram publicados na revista Relatórios de células. O artigo tem acesso aberto, o que significa que é de leitura gratuita. A equipe de pesquisa incluiu Brandebura, Adrien Paumier, Quinn N. Asbell, Tao Tao, Mariel Kristine B. Micael, Sherlyn Sanchez e Allen. Os cientistas não relatam interesse financeiro no trabalho.

O apoio veio da Iniciativa Chan Zuckerberg e do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos Institutos Nacionais de Saúde, concessão F32NS117776.