Novo rastreio genético para a doença de Huntington

Novo rastreio genético para a doença de Huntington

A doença de Huntington é uma doença genética debilitante e progressiva, que causa danos cerebrais graves e eventual morte. Pacientes com esse distúrbio autossômico dominante possuem uma proteína chamada proteína Huntingtina, que forma aglomerados no cérebro que levam aos sintomas da doença.

Pesquisadores do MIT desenvolveram uma forma de realizar exames genéticos que poderiam ajudar a identificar os genes que predizem a sobrevivência neuronal. Seu método de triagem foi expandido para detectar os genes que causam a formação da proteína mutante Huntingtina e danificam o cérebro. Os resultados deste novo estudo foram publicados na última edição da revistaNeurônio.

Uma análise genómica descobriu genes essenciais para a sobrevivência dos neurónios, bem como genes que protegem contra os efeitos da doença de Huntington. Fonte da imagem: Romanova Natali/Shutterstock

Segundo os investigadores, embora tenham conseguido identificar os genes responsáveis ​​pelo aparecimento da proteína mutada, isso também levou a um alvo medicamentoso que, se perseguido, poderá levar a um possível tratamento para a fatal e incurável doença de Huntington. Myriam Heiman, professora associada de neurociência no Departamento de Cérebro e Ciências Cognitivas, que liderou o estudo, disse: “Estes genes nunca antes foram ligados aos processos da doença de Huntington”. Quando os vimos, foi muito entusiasmante porque encontrámos não apenas um gene, mas na verdade vários da mesma família, e também vimos que tiveram efeito em dois modelos de DH.” Ela também é membro do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT e do Broad Institute do MIT e Harvard. A principal autora do estudo, Mary Wertz, é pós-doutoranda no Broad Institute.

Para este estudo, a equipe examinou os genes que codificam as proteínas no cérebro dos ratos. Existem cerca de 22.000 genes, escreveram os pesquisadores. Esses genes poderiam ser estudados para várias doenças neurológicas, explicaram. Estas incluíam doenças neurológicas progressivas, como Parkinson e Alzheimer, disse Heiman.

De acordo com a equipe, a triagem genética não é nova e é realizada rotineiramente em animais e participantes do estudo, como moscas-das-frutas, ratos de laboratório e o verme C. elegans, após a eliminação de certos genes-chave neles. Esses testes de triagem examinam a capacidade dos indivíduos de laboratório de sobreviver após a remoção de genes importantes. Este é o primeiro estudo a realizar esses testes no cérebro de um rato, escreveram os pesquisadores. Eles acrescentaram que isso é um desafio porque as alterações genéticas no cérebro são as mais complexas. Heiman disse em comunicado: “Essas telas genéticas imparciais são muito poderosas, mas a dificuldade técnica de realizá-las no sistema nervoso central em nível genômico nunca foi superada”.

Antes deste estudo, a equipe do Broad Institute trabalhou em bibliotecas de dados genéticos que poderiam ser usadas para estudar os resultados da remoção de uma ou mais sequências genéticas. Eventualmente, eles criaram bibliotecas que poderiam ativar ou desativar seletivamente todos os genes no cérebro dos ratos. Eles usaram uma biblioteca especial de genes de RNA em gancho curto (shRNA) para estudar o RNA mensageiro, que carrega informações vitais para a síntese de proteínas. Eles usaram CRISPR para excluir ou editar as sequências genéticas e usaram transportadores virais para entregar as sequências genéticas alteradas necessárias dentro da célula.

Os quatro ou cinco shRNAs, ou segmentos CRISPR, tiveram como alvo cada um dos 22 mil genes cerebrais de camundongos, usando cerca de 80 mil a 100 mil vírus para alterar cada uma das células cerebrais dos camundongos. Os vírus que transportam os segmentos foram amostrados em alta concentração e injetados no cérebro na região do estriado, e pelo menos um quarto de todas as células cerebrais receberam pelo menos um dos elementos shRNA ou CRISPR. A região do estriado foi mais um alvo porque lida com o sistema motor do corpo e ajuda no movimento, bem como nas funções cognitivas e nas emoções. Esta área é afectada não só pela doença de Huntington, mas também pelo autismo, pelo parkinsonismo e pela toxicodependência.

Os ratos foram continuamente injetados com portadores do vírus durante sete meses, após os quais a composição genética dos neurônios no estrato foi verificada. Os neurônios que precisavam dos genes desligados para sobreviver teriam morrido no final do estudo, explicaram os pesquisadores. Por outro lado, se genes não essenciais fossem desligados, os neurônios estariam vivos.

Os resultados mostraram que vários genes eram importantes para a sobrevivência neuronal. Isto também revelou vários genes que são importantes para a sobrevivência neuronal, mas eram desconhecidos em estudos anteriores. Heiman disse que descobriu que certos genes eram importantes e que antes não eram considerados importantes. Ela acrescentou: “Nós interpretamos isso como significando que os neurônios no cérebro dos mamíferos são muito mais ativos metabolicamente e têm uma dependência muito maior desses processos do que, por exemplo, um neurônio em C. elegans”.

Eles observaram resultados em modelos de ratos que produziram uma forma mutada da proteína Huntingtina. A triagem dos ratos normais foi comparada com a daqueles com doença de Huntington. Se estes ratos contivessem níveis mais baixos de elementos shRNA ou CRISPR, poderiam ser alvos importantes que resistissem aos efeitos tóxicos da proteína Huntingtina, explicou Heiman. A equipe descobriu que os medicamentos direcionados ao gene Nme1 poderiam ser um desses alvos.

Heiman concluiu: "Isso é muito emocionante para nós porque, em teoria, é um composto que pode ser drogado. Se pudermos aumentar sua atividade com uma molécula pequena, poderemos reproduzir o efeito da superexpressão genética".
Este estudo foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame (NINDS) e outros.

Fontes: