A maioria das células do corpo humano pode se substituir após danos. Os neurônios, as células que alimentam o sistema nervoso, normalmente não conseguem. Uma vez feridos, raramente produzem substitutos saudáveis.
Após eventos como acidente vascular cerebral, concussão ou doença neurodegenerativa, os neurônios e seus axônios têm maior probabilidade de se deteriorar do que de se reparar. Os axônios são extensões longas, semelhantes a fibras, que transportam sinais elétricos através do cérebro e do sistema nervoso, e sua perda desempenha um papel importante no declínio neurológico.
Uma nova maneira de pensar sobre a neurodegeneração
Pesquisadores da Universidade de Michigan descobriram descobertas que desafiam suposições de longa data sobre por que os neurônios quebram. O seu trabalho sugere novas estratégias que poderão um dia ajudar a proteger os pacientes de danos neurológicos progressivos.
Publicado em Diário Metabolismo molecularO estudo também pode ajudar a explicar os raros casos em que o cérebro consegue se recuperar após uma lesão. Os pesquisadores dizem que esta nova abordagem pode abrir a porta para futuros tratamentos destinados a apoiar a resposta protetora do próprio cérebro.
Como o metabolismo do açúcar molda a resiliência dos neurônios
Usando um modelo bem estabelecido de mosca da fruta, a equipe de pesquisa descobriu que a resistência de um neurônio à degeneração está intimamente ligada à forma como ele processa o açúcar. Em outras palavras, o metabolismo desempenha um papel central na determinação se os neurônios são vulneráveis ou resilientes.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, pela Fundação Rita Allen e pela Klingenstein Fellowship in Neuroscience.
“O metabolismo é frequentemente alterado em lesões cerebrais e doenças como a doença de Alzheimer, mas não sabemos se é uma causa ou uma consequência da doença”, disse a autora sénior Monica Dass, professora associada de biologia molecular, celular e do desenvolvimento da UM.
“Aqui descobrimos que a redução do metabolismo do açúcar quebra a integridade dos nervos, mas se os neurônios já estiverem lesionados, a mesma manipulação pode ativar um programa protetor de antemão. Em vez de quebrar, os axônios duram mais.”
Proteínas que detectam perda e controlam a degradação
O autor principal, TJ Waller, pesquisador de pós-doutorado, identificou duas proteínas que influenciam por quanto tempo os axônios permanecem saudáveis após uma lesão. Uma dessas proteínas é a dupla leucina zíper quinase, ou DLK, que atua como um sensor para danos neuronais e é ativada quando o metabolismo é interrompido.
Uma segunda proteína, SARM1 – abreviação de alfa estéril e contendo o motivo TIR 1 – tem sido associada há muito tempo à degeneração do axônio. A pesquisa mostra que a atividade SARM1 está intimamente ligada à resposta DLK.
“O que nos surpreendeu foi que a resposta neuroprotetora variou dependendo do estado interno da célula”, disse Dass. “Os sinais metabólicos determinam se o neurônio mantém a linha ou começa a quebrar.”
Quando a proteção se transforma em dano
Em situações onde os neurônios e axônios estão intactos, a atividade do DLK aumenta enquanto o movimento do SARM1 é inibido. Esta combinação parece apoiar a protecção a curto prazo. No entanto, os investigadores descobriram que este equilíbrio não dura indefinidamente.
Quando o DLK fica ativo por longos períodos de tempo, sua função muda. A ativação prolongada leva à neurodegeneração progressiva, revertendo os efeitos protetores anteriores e acelerando os danos ao longo do tempo.
O desafio de direcionar DLK em doenças
Devido ao seu papel central, o DLK tornou-se um foco importante para o estudo e tratamento de doenças neurodegenerativas. No entanto, a sua dupla natureza torna difícil atingir com segurança, explicou Waller.
“Se quisermos atrasar a progressão de uma doença, queremos prevenir o seu efeito negativo”, disse Waller. “Queremos ter certeza de que não estamos bloqueando o lado mais positivo que pode realmente ajudar a retardar a doença naturalmente”.
Encontrar formas de manipular os efeitos antagónicos da DLK continua a ser um desafio não resolvido. Compreender como moléculas como a DLK alternam entre estados protetores e prejudiciais pode ter implicações importantes para o tratamento de lesões cerebrais e condições neurodegenerativas.
Doss e Waller disseram que a compreensão deste processo “fornece uma nova perspectiva sobre lesões e doenças, que vai além de bloquear os danos para se concentrar no que o sistema já está fazendo para fortalecê-lo”.
