Novo modelo de pesquisa permite que cientistas testem terapêutica para doenças neurodegenerativas raras

Novo modelo de pesquisa permite que cientistas testem terapêutica para doenças neurodegenerativas raras

Graças a um novo modelo de investigação desenvolvido por cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison, os cientistas poderão testar pela primeira vez a terapêutica para um grupo de doenças neurodegenerativas raras que afectam bebés e crianças pequenas.

As paraplegias espásticas hereditárias (HSPs) são um grupo de doenças neurodegenerativas causadas por mutações genéticas. Eles fazem com que dezenas de milhares de crianças desenvolvam um aumento do tônus ​​muscular nas extremidades inferiores, levando à fraqueza nas pernas e, por fim, afetando a capacidade de engatinhar ou andar.

Crianças com essas mutações apresentam sinais de doença já aos seis meses de idade. Entre os dois e os cinco anos de idade, estas crianças estão confinadas a cadeiras de rodas e, infelizmente, nunca conseguirão andar.”

Anjon Audhya, Professor, Departamento de Química Biomolecular, UW-Madison

Audhya explica que muitos cientistas não pesquisaram a paraplegia espástica porque não havia um bom modelo para estudar as origens da doença ou testar a terapêutica. Modelos anteriores de ratos não funcionaram porque as vias neurais que transportam informações relacionadas ao movimento por todo o corpo parecem ser muito diferentes daquelas dos humanos, e os pesquisadores ainda não conduziram ensaios clínicos em humanos.

Audhya trabalhou com uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da UW-Madison para estudar uma mutação específica que causa HSP em crianças pequenas. Eles então usaram o que aprenderam para criar um modelo melhor -; em ratos.

A mutação escolhida pelos pesquisadores afeta uma proteína chamada gene fundido com Trk, ou TFG. As proteínas TFG saudáveis ​​funcionam nas células nervosas ou neurônios para transportar outras proteínas de uma parte da célula para outra. A função de um neurônio é transmitir mensagens na forma de sinais elétricos entre o cérebro e o resto do corpo.

As proteínas que dependem do TFG para o transporte mantêm essas vias neurais saudáveis ​​e ajudam a controlar quais sinais elétricos o cérebro envia ao corpo e quais sinais devem ser inibidos. Ao equilibrar os níveis certos de estimulação, os neurônios podem controlar movimentos como a contração dos músculos das pernas envolvidos na caminhada.

Em crianças pequenas com uma mutação no gene TFG, as proteínas neuronais não se movem eficientemente através das células nervosas. Segundo Audhya, isso pode levar a um desequilíbrio da estimulação elétrica, permitindo o envio de uma abundância de sinais elétricos às extremidades inferiores, resultando em aumento do tônus ​​muscular. Com o tempo, o tônus ​​​​muscular excessivo leva à perda das habilidades motoras.

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“Você pode imaginar que se você esticar a perna com muita força e gastar toda a sua energia tensionando esse músculo, será muito difícil movê-lo”, diz Audhya, que também é reitor associado sênior de pesquisa básica, biotecnologia e estudos de pós-graduação na Escola de Medicina e Saúde Pública da UW.

Procurando um modelo viável, os pesquisadores recorreram aos ratos para ajudar essas crianças. A equipe usou a tecnologia de edição genética CRISPR para criar as mutações que levam à HSP em embriões de ratos. Isto permitiu-lhes estudar a progressão da doença desde o início do desenvolvimento e monitorizar a progressão dos sintomas após o nascimento.

Não só as vias neurais dos ratos estão mais próximas das dos humanos, mas os investigadores também descobriram que os sintomas nos ratos se desenvolveram de forma semelhante aos das crianças com HSP. Também aconteceu tão rapidamente que os cientistas deveriam ser capazes de testar facilmente a viabilidade de possíveis terapêuticas.

“O exercício tem sido o único tratamento disponível para esses pacientes e isso é realmente insatisfatório”, diz Audhya. "Acho que demos um grande salto ao ter apenas um modelo que pode testar diferentes hipóteses. Isso é grande na minha opinião."

Os intricados detalhes da química biomolecular podem parecer banais para alguns, mas pesquisas fundamentais como essa fascinam Audhya. Só quando recebeu uma bolsa da Spastic Paraplegia Foundation que lhe permitiu interagir com pacientes HSP é que compreendeu plenamente o impacto potencial que o seu trabalho poderia ter.

"Estas são populações mal servidas. É pouco provável que uma empresa farmacêutica gaste grandes recursos numa população afectada tão pequena. Em vez disso, concentrar-se-á em doenças como a doença de Alzheimer e a doença de Parkinson", diz ele. “Então, senti que esta é uma doença geralmente negligenciada e pouco investida, e aqui está uma área onde podemos fazer a diferença”.

Audhya disse que espera que este novo modelo inspire mais cientistas a estudar a HSP para melhorar a compreensão de como a doença se desenvolve e, em última análise, melhorar o acesso a terapêuticas que ajudem as crianças que vivem com ela.

Fonte:

Universidade de Wisconsin-Madison

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