Pesquisadores do Duncan Neurological Research Institute (NRI) do Texas Children’s e do Baylor College of Medicine relataram uma técnica experimental promissora que pode eventualmente ajudar a tratar a síndrome de Rett. Suas descobertas, publicadas Medicina Translacional CientíficaDescreva uma possível maneira de aumentar os níveis de uma proteína cerebral chave interrompida no distúrbio. O trabalho oferece uma esperança inicial de uma solução para um distúrbio raro do desenvolvimento neurológico que atualmente não tem cura.
“A síndrome de Rett é uma condição genética rara do neurodesenvolvimento que causa regressão no desenvolvimento, geralmente 6 a 18 meses após o crescimento normal, levando a graves prejuízos nas habilidades motoras, na fala e na comunicação”, disse o autor correspondente, Dr. Huda Zoghbi, diretor do Duncan NRI, Distinguished Service Professor e How Bird Investor na How Medical. “O distúrbio afeta principalmente meninas; cerca de 1 em cada 10.000 nascidos vivos”.
Como as mutações MECP2 perturbam a função cerebral
A síndrome de Rett resulta de mutações de perda de função MECP2 Gene Este gene desempenha um papel importante no cérebro porque controla a atividade de muitos outros genes envolvidos em processos neurais. Quando o gene é alterado, a proteína MeCP2 resultante pode estar completamente ausente ou incapaz de funcionar normalmente. Em alguns casos, as formas mutantes de MeCP2 são produzidas em pequenas quantidades ou têm uma capacidade reduzida de ligação ao ADN, o que é essencial para o seu papel na regulação da actividade genética.
Experimentos em modelos de camundongos mostraram que os sintomas da síndrome de Rett podem ser revertidos sob certas condições. Quando a proteína MeCP2 saudável foi introduzida nos cérebros destes animais, os seus sintomas melhoraram. Os pesquisadores também descobriram que aumentar a quantidade da proteína MeCP2 mutante parcialmente funcional poderia melhorar a sobrevivência, o movimento e os problemas respiratórios em camundongos.
“Isso é importante porque cerca de 65% dos pacientes com síndrome de Rett têm MeCP2 parcialmente funcional que reduziu a ligação ao DNA ou é menos abundante que o normal”, disse o primeiro autor Harini Tirumala, estudante de pós-graduação em genética molecular e humana no laboratório Zogbi. “Trabalhando com modelos de camundongos e células derivadas de pacientes com síndrome de Rett, nossa pesquisa fornece prova de conceito de que o aumento dos níveis de MeCP2 mutante em pacientes com esta condição pode proporcionar benefícios terapêuticos”.
Compreendendo as variantes da proteína MECP2
O desenvolvimento de tratamentos que ajustem os níveis de MeCP2 é um desafio porque o cérebro precisa que a proteína permaneça dentro de uma faixa estreita. Taxas muito baixas de MeCP2 levam à síndrome, enquanto muito causam outro distúrbio neurológico MECP2 Síndrome de duplicação. Alcançar o equilíbrio certo tem sido um grande obstáculo ao desenvolvimento da terapia.
“Sabíamos por pesquisas anteriores que o cérebro normalmente produz duas versões ligeiramente diferentes da proteína MeCP2, conhecidas como E1 e E2”, disse Zoghbi. “Essas versões vêm do mesmo gene, que é processado de uma forma para produzir E1 e de uma forma diferente para produzir E2”.
Uma maneira útil de imaginar esse processo é pensar no gene como uma receita para produzir uma proteína. As instruções possuem quatro elementos: e1, e2, e3 e e4. Para produzir a proteína MeCP2 E1, as células combinam e1, e3 e e4. Para formar o MeCP2 E2, a célula inclui quatro elementos, o que significa que o segmento e2 aparece apenas na versão E2. O cérebro produz ambas as proteínas, mas E1 é a forma mais abundante.
“Também sabíamos que não havia relatos de pacientes com síndrome de Rett portadores de mutações na proteína E2. Somente mutações que perturbam a proteína E1 causam a doença”, disse Tirumala. “A pesquisa com ratos apoia esta observação.”
“No geral, sabíamos que o MeCP2-E2 difere do MeCP2-E1 por um único elemento no gene, é menos abundante que o E1, não está associado à síndrome de Rett e não é necessário para a função do MeCP2 no cérebro”, disse Tirumala. “Isso nos levou a levantar a hipótese de que guiar as células cerebrais para ignorar o componente e2 promoveria mais produção de proteína MeCP2-E1 em pacientes com síndrome de Rett e melhoraria os resultados da doença. Testamos nossa hipótese em camundongos e células derivadas de pacientes com síndrome de Rett.”
Aumentando a proteína MeCP2 no teste
Para testar a ideia, os cientistas primeiro removeram a seção e2 do normal Mecp2 Examina o gene em camundongos e como ele afeta os níveis de proteínas e a função neurológica. A modificação aumentou significativamente a produção de MeCP2.
“Ficamos satisfeitos ao descobrir que esta abordagem resultou num aumento de 50% a 60% na proteína MeCP2 em ratos normais”, disse Tirumala.
A equipe então aplicou a mesma técnica em células retiradas de pacientes com síndrome de Rett que a carregavam. MECP2 Mutações que reduzem os níveis e a atividade das proteínas. Ao deletar o elemento e2 do gene mutante, os pesquisadores avaliaram como as células responderam.
“Ficamos entusiasmados ao ver que a exclusão do e2 aumentou a produção de MeCP2”, disse Tirumala. “É importante ressaltar que, dependendo da gravidade da mutação, essas células recuperam parte ou toda a sua estrutura normal, sua atividade elétrica normal e sua capacidade de regular outros níveis genéticos”.
Testando uma abordagem terapêutica potencial
Os pesquisadores também exploraram se um medicamento poderia ser usado para bloquear o segmento e2 e aumentar a produção de MeCP2.
“Testamos o valor da morfolina no aumento da produção da proteína MeCP2 em camundongos”, disse Tirumala. “Os morfolinos são moléculas sintéticas concebidas, neste caso, para impedir a produção da proteína MeCP2-E2, bloqueando o acesso ao componente e2”, disse Tirumala. “Foi emocionante ver que nossas morfolinas aumentaram significativamente a proteína MeCP2 em camundongos”.
“Nosso trabalho estabelece as bases e fornece evidências pré-clínicas para uma abordagem terapêutica para a síndrome de Rett que aumenta o MeCP2 e proporciona melhora funcional”, disse Zoghbi. “Embora os morfolinos não sejam uma opção devido à sua toxicidade, estratégias semelhantes, como a terapia com oligonucleotídeos antisense já utilizada em outras condições, poderiam ser potencialmente desenvolvidas para a síndrome de Rett.”
Autores e financiadores do estudo
Contribuintes adicionais para o estudo incluem Li Wang, Yan Li, Sameer S. Baziker, Ashley G. Anderson, Wei Wang, Alexander J. Trostel, Mahala Zahabian, Alexander Bajic, Jin J. Kim, Hu Chen e Zhangdong Liu. Todos eram afiliados ao Baylor College of Medicine e ao Duncan NRI na época do estudo, embora alguns tenham mudado para instituições como a Universidade de Stanford, a Universidade da Virgínia e o UT Southwestern Medical Center – Dallas.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (concessões 5R01NS057819, P30 CA125123 e S10OD028591), pelo Instituto Médico Howard Hughes, pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame (F32NS122920), pelos Fundos de Saúde Henry Engel e Henry Engel dos Institutos Nacionais de Saúde e pelo Instituto Kennedy. foi apoiado. (P50HD103555).
