Novas pesquisas sugerem que circuitos cerebrais interrompidos na síndrome de Down podem estar ligados à falta de uma molécula específica que o sistema nervoso precisa para se desenvolver e funcionar corretamente. A equipe afirma que trazer de volta essa molécula, conhecida como pleiotrofina, pode ajudar a apoiar a função cerebral na síndrome de Down e, potencialmente, em outras condições neurológicas, possivelmente até mais tarde na vida.
O trabalho foi realizado em camundongos de laboratório, não em pessoas, portanto, não está próximo de se tornar um tratamento. Mesmo assim, os pesquisadores descobriram que a administração de pleiotrofina melhorou a função cerebral em camundongos adultos após o cérebro já ter completado sua formação. Isso levanta a possibilidade de uma vantagem em relação a estratégias anteriores voltadas para o fortalecimento de circuitos cerebrais relacionados à síndrome de Down, que exigiriam ação durante janelas muito estreitas na gravidez.
“Este estudo é realmente empolgante porque serve como prova de conceito de que podemos direcionar astrócitos, um tipo de célula no cérebro especializada na secreção de moléculas que modulam sinapses, para reestruturar a circuitaria cerebral em idades adultas”, disse a pesquisadora Ashley N. Brandebura, PhD, que fez parte da equipe de pesquisa enquanto estava no Salk Institute for Biological Studies e agora faz parte da Escola de Medicina da Universidade da Virgínia. “Isso ainda está longe de ser utilizado em humanos, mas nos dá esperança de que moléculas secretadas possam ser fornecidas com terapias genéticas eficazes ou até 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 de Controle e Prevenção de Doenças. Ela resulta de um erro na divisão celular durante o desenvolvimento e pode estar associada a atrasos no desenvolvimento, hiperatividade, expectativa de vida reduzida e maior risco de problemas de saúde que podem incluir defeitos cardíacos, problemas de tireoide e dificuldades auditivas ou visuais.
Cientistas do Salk, liderados por Nicola J. Allen, PhD, se propuseram a aprender mais sobre o que impulsiona a síndrome de Down examinando proteínas dentro das células cerebrais em modelos de camundongos da condição. Eles focaram na pleiotrofina porque normalmente aparece em níveis muito altos em estágios chave do desenvolvimento cerebral e desempenha papéis importantes na formação de sinapses, as conexões entre as células nervosas, e na modelagem de axônios e dendritos, que ajudam os neurônios a enviar e receber sinais. Os pesquisadores também observaram que os níveis de pleiotrofina estão reduzidos na síndrome de Down.
Para testar se a restauração da pleiotrofina poderia melhorar a função cerebral, a equipe usou vírus engenheirados 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, transportem material útil. Neste caso, o vírus foi despojado de componentes prejudiciais e carregado com 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 para astrócitos, um tipo importante de célula cerebral, produziu efeitos substanciais. Entre as mudanças, o número de sinapses aumentou no hipocampo, uma região envolvida em aprendizado e memória. A equipe também observou um aumento na “plasticidade” cerebral – a capacidade de criar ou ajustar conexões que sustentam o aprendizado e a memória.
“Esses resultados sugerem que podemos usar astrócitos como vetores para entregar moléculas que induzem plasticidade ao cérebro”, disse Allen. “Isso poderia um dia nos permitir reestruturar conexões defeituosas e melhorar o desempenho cerebral.”
Implicações mais amplas e próximos passos
Os pesquisadores enfatizam que a pleiotrofina provavelmente não é o único fator por trás dos problemas circuitais na síndrome de Down. Eles afirmam que mais trabalho é necessário para entender os muitos contribuintes envolvidos. Ainda assim, argumentam que os resultados mostram que a abordagem em si pode funcionar, e que isso pode, eventualmente, ajudar além da síndrome de Down, incluindo outras doenças neurológicas.
“Essa ideia de que os astrócitos podem entregar moléculas para induzir plasticidade cerebral tem implicações para muitos distúrbios neurológicos, incluindo outros distúrbios do neurodesenvolvimento, como a síndrome do X frágil, mas também talvez até mesmo em distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer”, disse Brandebura. “Se conseguirmos descobrir como ‘reprogramar’ astrócitos desordenados para entregar moléculas sinaptogênicas, podemos ter um impacto extremamente benéfico em muitos estados patológicos diferentes.”
Após concluir seu treinamento de pós-doutorado no Salk, Brandebura planeja continuar essa linha de pesquisa na UVA Health. Lá, ela faz parte do UVA Brain Institute, do Departamento de Neurociências e do Center for Brain Immunology and Glia (BIG Center).
Resultados publicados e financiamento
Os resultados foram publicados na revista Cell Reports. O artigo é de acesso aberto, ou seja, pode ser lido gratuitamente. 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 suporte veio da Chan Zuckerberg Initiative e do Instituto Nacional de Saúde dos EUA, do Instituto Nacional de Transtornos Neurológicos e Derrame, concessão F32NS117776.
