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Cientistas restauram proteínas cerebrais e revertem sintomas de envelhecimento em ratos

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Problemas de memória, enfraquecimento da pele e perda óssea podem ser algumas das consequências do envelhecimento. No entanto, experiências em ratos mostram que uma alteração numa única proteína dentro do cérebro pode afectar todas as três. A restauração dessa proteína, chamada menin, melhorou vários sintomas do envelhecimento, enquanto um tratamento diferente com o aminoácido D-serina melhorou a cognição.

As descobertas vêm de um estudo publicado em 16 de março de 2023, na revista de acesso aberto Biologia PLOSLiderado por Lige Leng e colegas da Universidade de Xiamen em Xiamen, China. O trabalho identificou uma possível ligação entre inflamação cerebral, metabolismo e envelhecimento em todo o corpo. A investigação publicada desde então melhorou ainda mais esse quadro, ao mesmo tempo que mostra porque é que resultados complementares requerem uma interpretação cuidadosa.

Como as proteínas cerebrais podem afetar o envelhecimento?

Os pesquisadores se concentraram no hipotálamo, uma pequena área do cérebro que ajuda a coordenar o metabolismo e outras funções essenciais. Também parece afetar a maneira como o corpo envelhece. À medida que os sinais inflamatórios aumentam nesta área, podem contribuir para alterações nos tecidos do cérebro e em outras partes do corpo.

Antes do estudo de 2023, Leng e colegas descobriram que a menina ajuda a prevenir a inflamação no hipotálamo. Isto levantou uma questão importante: poderá a perda de alguma desta protecção acelerar o declínio relacionado com a idade?

A equipe descobriu que os níveis de menina diminuem com a idade em certos neurônios do hipotálamo ventromedial, uma região envolvida na regulação do metabolismo. O mesmo declínio não foi observado nos astrócitos e na microglia, dois tipos de células que fornecem suporte e proteção ao cérebro. Isto mostrou que a mudança era específica para células específicas, em vez de uma perda uniforme em toda a região.

Para testar se a perda de menin pode realmente contribuir para o envelhecimento, e não apenas acompanhá-lo, os pesquisadores criaram camundongos knockout condicionais. Esses animais foram geneticamente modificados para remover seletivamente o menin. O esgotamento da menina em ratos jovens aumentou a inflamação hipotalâmica e levou a muitos sintomas relacionados ao envelhecimento, incluindo redução da massa óssea, pele mais fina, declínio cognitivo e redução moderada da expectativa de vida.

Conexão D-serina

A perda de Menin também interrompeu vias químicas importantes para a comunicação entre as células cerebrais. Ratos com baixo nível de menin apresentaram níveis mais baixos de D-serina, um aminoácido que ajuda a ativar receptores envolvidos na aprendizagem e na memória. Esses receptores ajudam os neurônios a ajustar a força de suas conexões, um processo essencial para armazenar informações.

Uma enzima envolvida na produção de D-serina (que era controlada pela menina) tornou-se menos ativa, levando a uma redução do fornecimento do aminoácido. As descobertas revelaram que a menin pode não só influenciar a cognição através da inflamação, mas também ajudar a manter a química que suporta a sinalização cerebral.

A D-serina é por vezes utilizada como suplemento dietético, mas uma diferença importante pode ser ignorada na discussão das fontes alimentares. A serina ocorre em alimentos como soja, ovos, peixes e nozes, enquanto a forma incluída nas proteínas dietéticas é a L-serina. O corpo pode converter L-serina em D-serina, mas as duas formas não são intercambiáveis, e comer esses alimentos não equivale a receber tratamento experimental com D-serina.

Restaurando menin em ratos velhos

Em seguida, os pesquisadores testaram se o aumento dos níveis de menina poderia melhorar a condição de camundongos idosos (com 20 meses de idade). Eles entregaram o gene da menina no hipotálamo, permitindo que as células daquela área produzissem mais proteína.

Trinta dias depois, os ratos tratados melhoraram a espessura da pele e a massa óssea, bem como melhor desempenho em testes de aprendizagem, cognição e equilíbrio. Estas alterações foram acompanhadas por níveis mais elevados de D-serina no hipocampo, uma área do cérebro essencial para a aprendizagem e a memória. O estudo também mostrou que a restauração da menina aumentou a expectativa de vida dos ratos tratados.

Uma abordagem mais simples foi testada em um experimento separado: administrar D-serina a ratos na água potável durante três semanas. Isso melhorou o desempenho cognitivo, inclusive em animais mais velhos. No entanto, o suplemento não reproduziu a melhoria generalizada nos sintomas fisiológicos do envelhecimento observados após a restauração menin. A diferença é importante: o estudo não mostrou que tomar D-serina reverteu o processo de envelhecimento em todo o corpo.

Na época, Leng descreveu o significado potencial das descobertas:

“Especulamos que o declínio da expressão da menina no hipotálamo com a idade pode ser um dos fatores causadores do envelhecimento, e a menina pode ser a proteína chave que liga os fatores genéticos, inflamatórios e metabólicos do envelhecimento. A D-serina é uma terapêutica potencialmente promissora para o declínio cognitivo.”

“A sinalização menina do hipotálamo ventromedial (VMH) é reduzida em camundongos idosos, contribuindo para fenótipos de envelhecimento sistêmico e déficits cognitivos. Os efeitos da menina no envelhecimento são mediados por alterações neuroinflamatórias e sinalização da via metabólica, bem como depleção de serina no VMH, enquanto a restauração da menina no VMH reverte os fenótipos relacionados ao envelhecimento”, disse Leng.

O que a pesquisa subsequente adicionou

Estudos subsequentes exploraram mecanismos relacionados, embora não devam ser considerados como uma confirmação direta de todo o processo de envelhecimento masculino.

Um estudo publicado em Jornal de Fisiologia e Bioquímica Menin foi examinado em cultura de células do hipocampo de camundongos expostas ao hormônio do estresse corticosterona em março de 2024. Um composto chamado itaconato aumentou os níveis de menin e reduziu a inflamação e uma forma de morte celular. Quando os investigadores silenciaram Menin, essa protecção desapareceu. Os resultados apoiaram um papel protector da menin noutro cenário experimental, mas este foi um estudo celular, não uma demonstração de envelhecimento retardado em animais ou pessoas.

Outros trabalhos reforçaram a ideia de que a comunicação entre o hipotálamo e o resto do corpo pode influenciar o envelhecimento. em 2024 metabolismo celular No estudo, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington identificaram um grupo distinto de neurônios hipotalâmicos que se comunicam com o tecido adiposo. Intervenções que mantêm ou estimulam esse sistema aumentam a atividade física e prolongam a vida útil dos ratos. O estudo envolveu vias moleculares diferentes das menin, mas reforçou a ideia mais ampla de que os sinais cerebrais podem influenciar o envelhecimento para além do cérebro.

Um quadro muito mais amplo surgiu em janeiro de 2025, quando uma equipe do Allen Institute relatou uma análise de quase 1,2 milhão de células cerebrais de camundongos. Natureza. Alguns dos tipos de células mais sensíveis ao envelhecimento estavam concentrados em torno do terceiro ventrículo do hipotálamo, uma cavidade cheia de líquido. Muitos observaram aumento da atividade em genes relacionados às respostas imunes, bem como redução da atividade em genes associados à função neuronal. Esse estudo analisou as mudanças associadas ao envelhecimento, em vez de testar tratamentos, mas destacou o hipotálamo como uma área importante para investigação adicional.

Por que mais D-serina não é necessariamente melhor?

Pesquisas posteriores também complicaram a ideia de que o aumento da D-serina sempre deveria beneficiar o cérebro envelhecido.

Em abril de 2025, um estudo em Ciências da Vida Celulares e Moleculares Os ratos foram testados para desenvolver características da doença de Alzheimer. Nesse modelo, a interrupção da sinalização cerebral foi acompanhada por um aumento inicial na D-serina. A exclusão genética da enzima que produz D-serina evitou ou reduziu muitos problemas cognitivos posteriores. Este foi um cenário biológico diferente dos experimentos menin, mas demonstrou que a D-serina pode ter efeitos diferentes dependendo do processo da doença subjacente.

Pesquisa publicada em 16 de setembro de 2026 Jornal da doença de Alzheimer Apontou na outra direção. Em um modelo separado de camundongo com Alzheimer, uma dieta rica em L-serina aumentou os níveis sanguíneos de L-serina e D-serina e restaurou parcialmente as medidas de produção de novos neurônios no hipocampo. Não melhorou a formação de amiloide, uma proteína associada à doença de Alzheimer. É importante ressaltar que este experimento testou a L-serina e a produção de novos neurônios, e não a suplementação de D-serina como tratamento para o envelhecimento humano.

No geral, estas descobertas sugerem que o metabolismo da serina é um alvo de investigação promissor, mas não é uma simples questão de mais ser melhor. A forma da serina, a situação que está sendo estudada e o resultado que está sendo medido, tudo importa. Nenhum estudo confirmou ou anulou diretamente os resultados originais de Menin.

O que as descobertas significam para as pessoas

Existem algumas pesquisas em humanos sobre a D-serina, embora ela não esteja estabelecida como um tratamento para o envelhecimento. O trabalho de Menin foi precedido por um ensaio de dose única em 50 idosos saudáveis ​​num pequeno estudo randomizado publicado em 2016. Os participantes melhoraram numa medida de uma tarefa de labirinto computadorizado, mas os investigadores não encontraram benefícios significativos noutros testes cognitivos ou medidas de humor. O experimento não estabeleceu benefícios duradouros para a memória, retardo no envelhecimento ou segurança do uso a longo prazo em adultos mais velhos.

As descobertas de Menin deixam várias questões importantes sem solução. Os investigadores ainda precisam de determinar o que causa o declínio das proteínas com a idade, quanto do declínio físico e cognitivo resultante pode ser evitado e quanto tempo podem durar quaisquer benefícios. Eles também precisam entender se a substituição da menina ou a suplementação de D-serina podem produzir efeitos indesejados.

A possibilidade central permanece convincente: algumas das alterações associadas ao envelhecimento podem ser influenciadas por sinais originados numa pequena parte do cérebro. A compreensão desses sinais pode revelar formas de proteger o trabalho mais tarde na vida. No entanto, por enquanto, as evidências apontam para uma via experimental que vale a pena investigar, e não para um suplemento comprovado para prevenir o envelhecimento humano.

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