Cientistas descobrem um interruptor de sobrevivência dentro das células do cérebro
A maioria das células no corpo humano tem a capacidade de se regenerar após danos, mas os neurônios, que são as células responsáveis pelo sistema nervoso, normalmente não conseguem. Uma vez feridos, eles raramente geram substituições saudáveis.
Após eventos como acidentes vasculares cerebrais, concussões ou doenças neurodegenerativas, neurônios e seus axônios tendem a se deteriorar em vez de se regenerar. Os axônios são as longas extensões semelhantes a fibras que transmitem sinais elétricos pelo cérebro e pelo sistema nervoso, e sua perda desempenha um papel significativo no declínio neurológico.
Uma Nova Abordagem para Compreender a Neurodegeneração
Pesquisadores da Universidade de Michigan descobriram resultados que desafiam suposições arraigadas sobre as razões pelas quais os neurônios se degradam. Seu trabalho sugere novas estratégias que poderiam, um dia, ajudar a proteger pacientes de danos neurológicos progressivos.
Publicada na revista Molecular Metabolism, a pesquisa pode também ajudar a explicar os raros casos em que o cérebro consegue se recuperar após lesões. Os pesquisadores afirmam que essa nova perspectiva pode abrir portas para tratamentos futuros destinados a apoiar as próprias respostas protetoras do cérebro.
Como o Metabolismo de Açúcares Afeta a Resistência dos Neurônios
Utilizando um modelo bem estabelecido de mosca da fruta, a equipe de pesquisa descobriu que a resistência de um neurônio à degeneração está fortemente ligada à forma como ele processa açúcares. Em outras palavras, o metabolismo desempenha um papel central em determinar se os neurônios se enfraquecem ou resistem.
A pesquisa teve o apoio dos Institutos Nacionais de Saúde, da Fundação Nacional de Ciências dos EUA, da Rita Allen Foundation e da Klingenstein Fellowship em Neurociências.
“O metabolismo é frequentemente alterado em lesões cerebrais e em doenças como o Alzheimer, mas não sabemos se isso é causa ou consequência da doença,” disse a autora sênior, Monica Dus, professora associada de biologia molecular, celular e desenvolvimental da U-M.
“Aqui, descobrimos que reduzir o metabolismo de açúcares compromete a integridade neural, mas, se os neurônios já estiverem feridos, a mesma manipulação pode ativar preventivamente um programa protetor. Em vez de se degradarem, os axônios permanecem intactos por mais tempo.”
Proteínas que Detectam Danos e Controlam a Degeneração
O autor principal, TJ Waller, um pesquisador pós-doutoral, identificou duas proteínas que parecem influenciar por quanto tempo os axônios permanecem saudáveis após uma lesão. Uma dessas proteínas é a quinase de leucina de dupla hélice, ou DLK, que atua como um sensor de dano neuronal e se torna ativa quando o metabolismo está comprometido.
A segunda proteína, SARM1 — conhecida como Estéril Alpha e Motivo TIR 1 — já foi amplamente associada à degeneração axonal. O estudo revela que a atividade do SARM1 está intimamente ligada à resposta do DLK.
“O que nos surpreendeu foi que a resposta neuroprotetora muda dependendo das condições internas da célula,” disse Dus. “Os sinais metabólicos moldam se os neurônios são capazes de se manter intactos ou começam a se degradar.”
Quando a Proteção se Torna Danos
Em situações em que os neurônios e os axônios permanecem intactos, a atividade do DLK aumenta enquanto a movimentação do SARM1 é restringida. Essa combinação parece suportar uma proteção de curto prazo. No entanto, os pesquisadores descobriram que esse equilíbrio não é permanente.
Quando o DLK permanece ativo por períodos prolongados, seu papel muda. A ativação prolongada leva a uma neurodegeneração progressiva, revertendo os efeitos protetores anteriores e acelerando os danos ao longo do tempo.
A Dificuldade em Direcionar o DLK em Doenças
Devido ao seu papel central, o DLK se tornou um foco importante para o estudo e tratamento de doenças neurodegenerativas. No entanto, sua natureza dual torna difícil a sua abordagem segura, explicou Waller.
“Se quisermos retardar a progressão de uma doença, queremos inibir seu aspecto negativo,” declarou Waller. “Queremos garantir que não estejamos inibindo de forma alguma o aspecto mais positivo que pode realmente ajudar a desacelerar a doença de maneira natural.”
Encontrar maneiras de gerenciar os efeitos opostos do DLK continua sendo um desafio não resolvido. Compreender como moléculas como o DLK mudam entre estados protetores e prejudiciais pode ter grandes implicações para o tratamento de lesões cerebrais e condições neurodegenerativas.
Dus e Waller afirmaram que compreender esse mecanismo “oferece uma nova perspectiva sobre lesões e doenças, uma que vai além de simplesmente bloquear danos e se concentra no que o sistema já está fazendo para reforçá-los.”
