Doenças como Alzheimer, Parkinson e Huntington danificam lentamente o cérebro ao destruir neurônios, que são as células responsáveis por transmitir mensagens pelo sistema nervoso. À medida que essas células se perdem, as pessoas podem enfrentar problemas de memória, declínio cognitivo e dificuldades motoras que muitas vezes se tornam graves o suficiente para exigir cuidados constantes.
Medicamentos atuais podem aliviar alguns sintomas, e as recentes terapias para Alzheimer, como lecanemab e donanemab, conseguem desacelerar o declínio em certos pacientes com a doença em estágio inicial, mas não conseguem restaurar memórias perdidas ou reconstruir o tecido cerebral danificado. Por esta razão, os pesquisadores estão perseguindo uma ideia mais ambiciosa: ajudar o cérebro a substituir neurônios que foram perdidos.
Uma Vitamina Mais Conhecida por Suas Funções Sanguíneas e Ósseas
A vitamina K é mais reconhecida por seu papel na coagulação do sangue e na saúde óssea. Nos últimos anos, no entanto, cientistas também a associaram à proteção cerebral e à diferenciação neuronal, que é o processo pelo qual células neurais imaturas se tornam neurônios funcionais.
Uma forma de vitamina K, a menaquinona 4 (MK-4), é naturalmente ativa no organismo. Entretanto, seus efeitos podem não ser suficientemente fortes por conta própria para uso futuro em medicina regenerativa voltada para doenças neurodegenerativas.
Em um estudo publicado online na ACS Chemical Neuroscience em 03 de julho de 2025, pesquisadores do Instituto de Tecnologia Shibaura, no Japão, criaram análogos de vitamina K projetados para serem mais ativos no sistema nervoso. O estudo foi liderado pelo Professor Associado Yoshihisa Hirota e pelo Professor Yoshitomo Suhara do Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia.
O Dr. Hirota explica: “Os novos análogos de vitamina K sintetizados demonstraram uma potência aproximadamente três vezes maior na indução da diferenciação de células progenitoras neurais em neurônios em comparação com a vitamina K natural. Como a perda neuronal é uma característica marcante de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, esses análogos podem servir como agentes regenerativos que ajudam a reabastecer neurônios perdidos e restaurar a função cerebral.”
Desenvolvendo Um Composto Mais Eficaz Para o Cérebro
Para tornar a vitamina K mais potente, a equipe sintetizou 12 homólogos híbridos de vitamina K. Alguns estavam ligados ao ácido retinoico, um metabólito ativo da vitamina A conhecido por promover a diferenciação neuronal. Outros incluíram um grupo carboxílico ou uma cadeia lateral de éster metílico. Os pesquisadores então compararam a força com que esses compostos incentivavam as células progenitoras neurais a se tornarem neurônios.
A vitamina K e o ácido retinoico influenciam a atividade gênica através de diferentes receptores. A vitamina K atua através do receptor esteroide e xenobiótico (SXR), enquanto o ácido retinoico age pelo receptor de ácido retinoico (RAR). Quando a equipe testou os compostos em células progenitoras neurais de camundongos, as moléculas híbridas mantiveram a atividade biológica tanto da vitamina K quanto do ácido retinoico.
Os pesquisadores também mediram a proteína associada a microtúbulos 2 (Map2), um marcador associado ao crescimento neuronal. Um composto se destacou. Ele combinou a estrutura do ácido retinoico com uma cadeia lateral de éster metílico e mostrou uma atividade de diferenciação neuronal três vezes maior do que o controle, juntamente com uma atividade significativamente superior às compostas naturais de vitamina K. Os pesquisadores o chamaram de Novo análogo de vitamina K (Novel VK).
Um Sinal Surpreendente no Cérebro
Em seguida, a equipe investigou como a vitamina K poderia estar produzindo esses efeitos neuroprotetores. Eles compararam a expressão gênica em células-tronco neurais tratadas com MK-4, que promove a diferenciação neuronal, com células tratadas com um composto que suprime esse processo.
A análise indicou os receptores metabotrópicos de glutamato (mGluRs), que pareciam ajudar a impulsionar a diferenciação neuronal induzida pela vitamina K através de regulação epigenética e transcricional subsequente. O efeito do MK-4 estava especificamente atrelado ao mGluR1.
Essa conexão é importante porque o mGluR1 já foi associado à transmissão sináptica, que é a comunicação entre neurônios. Camundongos que não possuem mGluR1 apresentam problemas motores e sinápticos, características que se sobrepõem aos tipos de disfunção observados em doenças neurodegenerativas.
Penetrando no Cérebro
Para explorar se o composto de vitamina K poderia interagir com mGluR1, os pesquisadores utilizaram simulações estruturais e estudos de acoplamento molecular. Os resultados sugeriram que o Novel VK tinha uma afinidade de ligação mais forte com mGluR1 do que MK-4.
Eles também testaram a eficácia do Novel VK em entrar nas células e ser convertido em MK-4 bioativo. Dentro das células, os níveis de MK-4 aumentaram de maneira dependente da concentração. Novel VK também se converteu em MK-4 mais facilmente do que a vitamina K natural.
Experimentos com camundongos revelaram outra descoberta importante. O Novel VK mostrou um perfil farmacocinético estável, atravessou a barreira hematoencefálica e produziu concentrações mais altas de MK-4 no cérebro em comparação com o controle.
Importância da Descoberta
Este trabalho destaca um possível caminho para terapias que vão além do manejo de sintomas. Ao induzir células progenitoras neurais a se tornarem neurônios, compostos à base de vitamina K podem um dia contribuir para estratégias destinadas a desacelerar, adiar ou potencialmente reverter partes da neurodegeneração.
Esse permanece um objetivo de longo prazo. As descobertas são baseadas em estudos com células e experimentos em camundongos, não em ensaios clínicos em humanos. Nenhum medicamento derivado de vitamina K foi ainda demonstrado como capaz de reparar cérebros de pessoas com as doenças de Alzheimer, Parkinson ou Huntington. No entanto, os resultados oferecem aos pesquisadores um alvo mais claro, especialmente a via mGluR1, para desenvolver futuras terapias de reparo cerebral.
O campo mais amplo do Alzheimer já está avançando além do tratamento apenas sintomático. Terapias antiamiloides aprovadas pelo FDA agora visam a biologia da doença nos estágios iniciais do Alzheimer, embora não sejam curas e não restauram memória ou função cognitiva perdidas. Uma abordagem regenerativa, se eventualmente comprovada segura e eficaz, buscaria enfrentar um desafio diferente: substituir ou restaurar células neurais danificadas.
O Dr. Hirota afirma: “Nossa pesquisa oferece uma abordagem potencialmente revolucionária para o tratamento de doenças neurodegenerativas. Um medicamento derivado da vitamina K que desacelere a progressão da doença de Alzheimer ou melhore seus sintomas poderia não apenas melhorar a qualidade de vida de pacientes e suas famílias, mas também reduzir significativamente o crescente ônus social das despesas com saúde e cuidados a longo prazo.”
A esperança é que essa linha de pesquisa eventualmente transite de resultados laboratoriais promissores para tratamentos clinicamente significativos para pessoas vivendo com doenças neurológicas.
Sobre o Professor Associado Yoshihisa Hirota do SIT, Japão
O Dr. Yoshihisa Hirota é Professor Associado no Instituto de Tecnologia Shibaura, no Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia, Faculdade de Engenharia de Sistemas e Ciência. Ele também trabalhou internacionalmente como Pesquisador Visitante na Universidade de Cincinnati.
Seu trabalho de pesquisa se concentra em Ciência Medicinal e Bioquímica Nutricional, com foco especial em como as vitaminas solúveis em gordura e os ácidos nucleicos funcionam nos sistemas biológicos. O Dr. Hirota publicou 56 artigos e seu trabalho conecta a biologia molecular à nutrição com o objetivo de encontrar melhores soluções de assistência à saúde e aumentar a expectativa de vida saudável.
Sobre o Professor Yoshitomo Suhara do SIT, Japão
O Dr. Yoshitomo Suhara é Professor no Instituto de Tecnologia Shibaura, no Departamento de Ciências Biológicas e Engenharia, Faculdade de Engenharia de Sistemas e Ciência.
Seu trabalho é voltado para a química medicinal e descoberta de medicamentos, especialmente na criação de pequenas moléculas bioativas derivadas de vitaminas solúveis em gordura, como as vitaminas D e K. Ele é autor de mais de 100 publicações revisadas por pares e várias aplicações de patentes. Seus projetos multidisciplinares incluem compostos neurogênicos que promovem a diferenciação neuronal, agentes antivirais e novas moléculas anti-câncer.
Informações de Financiamento
Este estudo foi parcialmente apoiado por um fundo da Fundação Mishima Kaiun Memorial e da Fundação Suzuken Memorial, da Fundação de Pesquisa em Cosmetologia KOSÉ, da Fundação Koyanagi, por Subsídios de Pesquisa do Instituto Toyo de Tecnologia Alimentar, pelo Fundo de Promoção da Pesquisa Científica e pela Fundação de Pesquisa Industrial e Econômica Takahashi.
O apoio adicional veio de um Fundo para Promoção da Pesquisa Internacional Conjunta (Fomentando Pesquisa Internacional Conjunta (A)) [número da concessão 18KK0455] e um Subsídio de Apoio à Pesquisa Científica (C) [números da concessão 20K05754 e 18K11056, 21K11709 e 24K14656], além de um Subsídio para Pesquisadores em Início de Carreira [número da concessão 23K14091] da Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS).
