Apenas algumas
doses de um medicamento experimental podem reverter o declínio relacionados à
idade na memória e flexibilidade mental em ratos, de acordo com um novo estudo
realizado por cientistas da UC San Francisco. A droga, chamada ISRIB, já foi
demonstrada em estudos de laboratório para restaurar a função da memória meses
após o traumatismo cranioencefálico (TCE), reverter deficiências cognitivas na
Síndrome de Down, prevenir perda auditiva relacionada ao ruído, combater certos
tipos de câncer de próstata e até melhorar cognição em animais saudáveis.
No novo estudo, publicado em 1º
de dezembro de 2020 na revista de acesso aberto eLife, os
pesquisadores mostraram uma rápida restauração das habilidades cognitivas da
juventude em ratos idosos, acompanhada por um rejuvenescimento do cérebro e das
células imunológicas que podem ajudar a explicar as melhorias na função
cerebral, reportou Medial X Press.
“Os efeitos extremamente rápidos do ISRIB mostram pela primeira
vez que um componente significativo das perdas cognitivas relacionadas à idade
pode ser causado por um tipo de [bloqueio] fisiológico reversível em vez de uma
degradação mais permanente”, disse Susanna Rosi, Ph.D., Lewis e Ruth Cozen
Chair II e professora dos departamentos de Cirurgia Neurológica e de
Fisioterapia e Ciências da Reabilitação.
“Os dados sugerem que o cérebro envelhecido não perdeu
permanentemente as capacidades cognitivas essenciais, como era comumente
assumido, mas sim que esses recursos cognitivos ainda estão lá, mas de alguma
forma foram bloqueados, presos por um ciclo vicioso de estresse celular”,
acrescentou Peter Walter, Ph.D., professor do Departamento de Bioquímica e
Biofísica da UCSF e investigador do Howard Hughes Medical Institute. “Nosso
trabalho com o ISRIB demonstra uma maneira de quebrar esse ciclo e restaurar as
habilidades cognitivas que foram bloqueadas com o tempo.”
A retomada da produção de proteína celular pode
ser a chave para resolver o envelhecimento e outras doenças?
Walter ganhou vários prêmios científicos, incluindo os prêmios
Breakthrough, Lasker e Shaw, por seus estudos de décadas de respostas ao
estresse celular. ISRIB, descoberto em 2013 no laboratório de Walter, funciona
reiniciando o maquinário de produção de proteína das células após ser
estrangulado por uma dessas respostas de estresse; um mecanismo de controle de
qualidade celular denominado resposta de estresse integrado – REI (ISR, na
sigla em inglês; ISRIB significa ISR InhiBitor, ou seja, inibidor de REI).
A REI normalmente detecta problemas com a produção de proteínas em uma célula – um sinal potencial de infecção viral ou mutações genéticas promotoras de câncer – e responde travando a maquinaria de síntese de proteínas da célula. Esse mecanismo de segurança é fundamental para eliminar células com comportamento inadequado, mas se ficar preso em um tecido como o cérebro, pode levar a problemas sérios, pois as células perdem a capacidade de realizar suas atividades normais, Walter e seus colegas descobriram.
Em particular, estudos recentes com
animais por Walter e Rosi, possibilitados pelo apoio filantrópico inicial da
Rogers Family Foundation, levaram a ativação crônica de REI nos déficits
cognitivos e comportamentais persistentes observados em pacientes após TCE,
mostrando que, em ratos, tratamento comISRIB o pode rapidamente reiniciar o REI
e restaurar a função cerebral normal quase de um dia para o outro.
Os déficits cognitivos em pacientes com
TCE são frequentemente comparados ao envelhecimento prematuro, o que levou Rosi
e Walter a se perguntar se o REI também poderia estar subjacente ao declínio
cognitivo puramente relacionado à idade. O envelhecimento é conhecido por
comprometer a produção de proteína celular em todo o corpo, à medida que os
adventos da vida se acumulam e fatores estressantes como a inflamação crônica
se desgastam as células, podendo levar à ativação generalizada do REI.
“Vimos como o ISRIB restaura a cognição em animais com lesão cerebral traumática, o que em muitos aspectos é como uma versão acelerada do declínio cognitivo relacionado à idade”, disse Rosi, que é diretora de pesquisa neurocognitiva no UCSF Brain and Spinal Injury Center e membro do UCSF Weill Institute for Neurosciences. “Pode parecer uma ideia maluca, mas perguntar se a droga poderia reverter os sintomas do próprio envelhecimento foi apenas um próximo passo lógico.”
ISRIB melhora a
cognição, aumenta a função neuronal e das células imunológicas
No novo estudo, pesquisadores liderados por Karen Krukowski,
Ph.D., treinaram animais idosos para escapar de um labirinto aquático,
encontrando uma plataforma escondida, uma tarefa que normalmente é difícil para
animais mais velhos aprenderem. Mas os animais que receberam pequenas doses
diárias de ISRIB durante o processo de treinamento de três dias foram capazes
de realizar a tarefa tão bem quanto os ratos jovens, muito melhor do que os
animais da mesma idade que não receberam a droga.
Os pesquisadores então testaram quanto tempo esse rejuvenescimento
cognitivo durou e se ele poderia generalizar para outras habilidades
cognitivas. Várias semanas após o tratamento inicial com ISRIB, eles treinaram
os mesmos ratos para encontrar o caminho para sair de um labirinto cuja saída
mudava diariamente; um teste de flexibilidade mental para ratos idosos que,
como humanos, tendem a ficar cada vez mais presos em seus hábitos. Os
camundongos que receberam um breve tratamento com ISRIB três semanas antes
ainda tiveram um desempenho jovem, enquanto os camundongos não tratados
continuaram a ter dificuldades.
Para entender como o ISRIB pode estar melhorando a função cerebral, a pesquisa estudou a atividade e a anatomia das células do hipocampo, uma região do cérebro com papel fundamental no aprendizado e na memória, apenas um dia depois de administrar aos animais uma única dose de ISRIB. Eles descobriram que as assinaturas comuns do envelhecimento neuronal desapareceram literalmente da noite para o dia: a atividade elétrica dos neurônios tornou-se mais ágil e responsiva à estimulação, e as células mostraram uma conectividade mais robusta com as células ao seu redor, ao mesmo tempo que mostravam a capacidade de formar conexões estáveis umas com as outras, geralmente vistas apenas em ratos mais jovens.
Os pesquisadores
estão continuando a estudar exatamente como a REI perturba a cognição no
envelhecimento e outras condições e a entender por quanto tempo os benefícios
cognitivos do ISRIB podem durar. Entre outros quebra-cabeças levantados pelas
novas descobertas está a descoberta de que o ISRIB também altera a função das
células T do sistema imunológico, que também são propensas a disfunções
relacionadas à idade. As descobertas sugerem outro caminho pelo qual a droga
pode melhorar a cognição em animais idosos e pode ter implicações para doenças
de Alzheimer a diabetes, que têm sido associadas ao aumento da inflamação
causada por um sistema imunológico em envelhecimento.
“Isso foi muito emocionante para mim porque sabemos que o
envelhecimento tem um efeito profundo e persistente sobre as células T e que
essas mudanças podem afetar a função cerebral no hipocampo”, disse Rosi. “No
momento, esta é apenas uma observação interessante, mas nos dá um conjunto
muito interessante de quebra-cabeças biológicos para resolver.
ISRIB pode ter implicações de amplo alcance
para doenças neurológicas
A ativação de REI crônica e o bloqueio resultante da produção de
proteína celular podem desempenhar um papel em uma grande surpreendentemente
gama de condições neurológicas. Abaixo está uma lista parcial dessas condições,
com base em uma revisão recente de Walter e seu colega Mauro Costa-Mattioli do
Baylor College of Medicine, que poderiam ser potencialmente tratadas com um
agente redefinidor de ISR como o ISRIB:
·
Demência frontotemporal
·
Doença de Alzheimer
·
Esclerose Lateral Amiotrófica (ALS)
·
Declínio Cognitivo Relacionado à
Idade
·
Esclerose múltipla
·
Traumatismo crâniano
·
Mal de Parkinson
·
Síndrome de Down
·
Desaparecimento da matéria branca
·
Doença de Príon
O ISRIB foi licenciado pela Calico, uma empresa de San Francisco,
Califórnia, que explora a biologia do envelhecimento, e a ideia de direcionar o
REI para tratar doenças foi adotada por outras empresas farmacêuticas, diz
Walter.
Pode-se pensar que interferir com o REI, um mecanismo crítico de
segurança celular, certamente causaria efeitos colaterais graves, mas até
agora, em todos os seus estudos, os pesquisadores não observaram nenhum. Isso
provavelmente se deve a dois fatores, diz Walter. Primeiro, são necessárias
apenas algumas doses de ISRIB para redefinir a ativação de REI crônica e não
saudável de volta a um estado mais saudável, após o qual ainda pode responder
normalmente a problemas em células individuais. Em segundo lugar, o ISRIB
virtualmente não tem efeito quando aplicado a células que empregam ativamente o
REI em sua forma mais poderosa: contra uma infecção viral agressiva, por
exemplo.
Naturalmente, esses dois fatores tornam a molécula muito menos
provável de ter efeitos colaterais negativos e mais atraente como um potencial
terapêutico. De acordo com Walter: “Quase parece bom demais para ser verdade,
mas com o ISRIB, parece que atingimos o ponto ideal para manipular o REI com
uma janela terapêutica ideal. [Medial
X Press]


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