Pesquisas recentes indicam que circuitos cerebrais interrompidos na síndrome de Down podem estar associados à falta de uma molécula específica da qual o sistema nervoso depende para seu desenvolvimento e funcionamento adequado. A equipe afirma que a reposição dessa molécula, conhecida como pleiotrofina, pode ajudar a melhorar a função cerebral na síndrome de Down e possivelmente em outras condições neurológicas, até mesmo em idades mais avançadas.
O estudo foi realizado em camundongos de laboratório, e não em humanos, portanto, ainda não está próximo de se tornar um tratamento. No entanto, os pesquisadores descobriram que a administração de pleiotrofina melhorou a função cerebral em camundongos adultos, mesmo após o término do desenvolvimento cerebral. Isso levanta a possibilidade de uma vantagem em relação a estratégias anteriores destinadas a fortalecer circuitos cerebrais relacionados à síndrome de Down, que exigiriam intervenções durante períodos muito limitados da gravidez.
“Este estudo é realmente empolgante porque serve como uma prova de conceito de que podemos direcionar os astrócitos, um tipo de célula do cérebro especializada na secreção de moléculas que modulam sinapses, para reconfigurar a circuitaria cerebral em idades adultas,” disse a pesquisadora Ashley N. Brandebura, PhD, que fez parte da equipe de pesquisa no Salk Institute for Biological Studies e agora integra a Escola de Medicina da Universidade da Virginia. “Ainda estamos longe da aplicação em humanos, mas isso nos dá esperança de que moléculas secretadas possam ser entregues com terapias gênicas eficazes ou 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 todos os anos nos Estados Unidos, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC). 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 entender melhor o que impulsiona a síndrome de Down ao examinar proteínas dentro das células cerebrais em modelos de camundongos da condição. Eles se concentraram na pleiotrofina porque ela normalmente aparece em níveis muito altos em estágios-chave do desenvolvimento cerebral e desempenha papéis importantes na construção 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 utilizou vírus engenheirados, chamados vetores virais, para entregá-la no local apropriado. Os vírus costumam ser associados a doenças como a gripe, mas os pesquisadores podem modificá-los para que não causem doenças e sim transportem material útil. Neste caso, o vírus foi despojado de componentes nocivos e carregado com o material benéfico – pleiotrofina – para que pudesse entregar a molécula diretamente nas células.
Astrócitos, sinapses e plasticidade cerebral
Os cientistas relataram que fornecer pleiotrofina aos astrócitos, um tipo principal de célula cerebral, produziu efeitos significativos. Entre as mudanças, houve um aumento no número de sinapses 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 suportam 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 reconfigurar 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 de circuitos 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 pode eventualmente ajudar além da síndrome de Down, incluindo outras doenças neurológicas.
“Essa ideia de que astrócitos podem entregar moléculas para induzir a plasticidade cerebral tem implicações para muitos distúrbios neurológicos, incluindo outros distúrbios do desenvolvimento neuropsicológico, como a síndrome do X frágil, mas também pode ser aplicada a distúrbios neurodegenerativos como a doença de Alzheimer,” disse Brandebura. “Se conseguirmos descobrir como ‘reprogramar’ astrócitos desordenados para entregar moléculas sinaptogênicas, podemos ter um impacto muito benéfico em muitos estados de doença.”
Após concluir seu treinamento pós-doutoral 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 Centro de Imunologia Cerebral e Glia (BIG Center).
Publicação dos resultados 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 relatam não ter interesses financeiros no trabalho.
O apoio veio da Chan Zuckerberg Initiative e do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos, através do National Institute of Neurological Disorders and Stroke, com a concessão F32NS117776.
