Mutações associadas à doença de Alzheimer podem prejudicar a comunicação entre nervos e músculos
- Mutações associadas à doença de Alzheimer hereditária prejudicaram a conexão entre neurônios motores e células musculares saudáveis em um modelo de laboratório.
- O sistema experimental não incluía o cérebro nem a medula espinhal, o que aponta para um possível efeito direto das mutações sobre os nervos periféricos.
- O estudo não determina se alterações na marcha podem servir como um sinal diagnóstico precoce em pacientes.
O que o experimento com nervos e músculos revelou
A doença de Alzheimer costuma ser associada à perda de memória, à confusão e ao declínio das capacidades cognitivas. No entanto, em algumas pessoas, alterações no equilíbrio, na coordenação ou na marcha podem surgir anos antes de problemas perceptíveis de raciocínio. Pesquisadores da Universidade da Flórida Central investigaram se parte desses problemas motores pode decorrer não apenas de alterações no cérebro, mas também de um efeito direto de mutações associadas à doença sobre os nervos que controlam os músculos.
A equipe estudou uma forma hereditária da doença de Alzheimer — uma variante rara que geralmente se manifesta mais cedo do que a forma comum, entre os 40 e os 65 anos. Em um sistema de laboratório, neurônios motores com mutações associadas a essa variante da doença prejudicaram o funcionamento das conexões pelas quais as células nervosas controlam os músculos. Isso ocorreu mesmo na ausência total de cérebro e medula espinhal no modelo, ou seja, do sistema nervoso central.
Esse resultado muda a forma de abordar as possíveis causas dos primeiros problemas de movimento. Se a conexão neuromuscular é prejudicada diretamente pelas mutações, não é possível explicar as manifestações motoras exclusivamente por danos cerebrais. Os líderes do estudo, James Hickman e Xufang “Nadine” Guo, acreditam que os problemas motores podem se manifestar antes dos sintomas centrais. No entanto, o estudo identificou esse efeito em um modelo de laboratório, mas não estabeleceu quando essas alterações aparecem nas pessoas.
Por que o sistema nervoso periférico é importante
Os neurônios motores transmitem aos músculos os sinais necessários para a contração e o movimento. Os nervos localizados fora do cérebro e da medula espinhal fazem parte do sistema nervoso periférico; eles participam da transmissão de sinais entre o sistema nervoso central e o restante do corpo. Pesquisadores demonstraram que mutações associadas à doença de Alzheimer hereditária podem interferir nessa transmissão na junção entre a célula nervosa e o tecido muscular.
Para testar essa ideia, os cientistas criaram um modelo da junção neuromuscular — o local onde um neurônio motor interage com uma célula muscular. O modelo incluía células musculares saudáveis e neurônios motores derivados de células-tronco com mutações associadas à forma familiar da doença. Em seguida, os pesquisadores avaliaram a eficácia com que os neurônios alterados transmitiam sinais ao tecido muscular saudável. O cérebro e a medula espinhal foram intencionalmente excluídos desse sistema.
Foi justamente a ausência de um sistema nervoso central que ajudou a distinguir o possível efeito direto das mutações na ligação neuromuscular das consequências de danos cerebrais. Os resultados do experimento mostraram que os neurônios alterados eram menos capazes de garantir uma interação normal com os músculos. Hickman observou que esta é a primeira demonstração de que alterações no sistema nervoso periférico podem decorrer diretamente de mutações como essas. Trata-se de uma conclusão sobre um modelo de laboratório, não de uma confirmação de que todos os sintomas motores da doença tenham uma única causa.
Como os pesquisadores construíram o modelo em um chip
Para o estudo, foi usada a tecnologia «humano em um chip», desenvolvida e produzida pela Hesperos, empresa da qual Hickman é um dos cofundadores. Esses sistemas em miniatura combinam diferentes tipos de células humanas em condições controladas para reproduzir processos biológicos específicos. Ao contrário dos experimentos com células isoladas, eles permitem estudar a interação entre tecidos, e não apenas a resposta de um tipo de célula.
Os investigadores utilizaram células estaminais, uma vez que estas podem transformar-se em células especializadas, incluindo neurónios motores. Compararam neurónios com mutações com tecido muscular saudável e estudaram a transmissão de sinais. Modelos semelhantes também oferecem uma alternativa às experiências com animais: como explica a fonte do estudo, os modelos animais nem sempre refletem com precisão o comportamento das doenças humanas. No entanto, o sistema celular continua a ser um modelo de laboratório, e não uma observação de pacientes.
A junção neuromuscular é necessária para os movimentos voluntários: o sinal percorre o neurónio motor, desencadeia a interação com o músculo e provoca a sua contração. Esta sequência está envolvida na marcha, na manutenção da postura, no levantamento de objetos e nos movimentos precisos. Por isso, uma perturbação na transmissão do sinal pode potencialmente afetar diferentes funções motoras. No estudo apresentado, foi testado o funcionamento da junção entre células nervosas e musculares, e não foram avaliadas a marcha ou o equilíbrio de pessoas com doença de Alzheimer.
O que os resultados significam — e o que ainda não comprovam
Por enquanto, o principal significado prático do resultado é apontar uma nova direção para o estudo dos sintomas. Se os distúrbios do movimento realmente puderem surgir fora do cérebro, as abordagens voltadas apenas para o sistema nervoso central talvez não resolvam os problemas dos nervos periféricos. Guo também apontou a possibilidade de uma intervenção mais precoce, caso seja possível detectar alterações no movimento. Mas o estudo não avaliou um teste diagnóstico nem demonstrou que um sinal específico da marcha possa prever a doença.
Preservar a função motora pode ser importante não apenas para a condição física. A publicação observa que a atividade física regular está associada a um bem-estar cognitivo mais favorável; por isso, apoiar a capacidade de se movimentar também pode ser importante para a saúde do cérebro. Essa é uma possível razão adicional para estudar as manifestações periféricas da doença, e não uma prova de que intervir na conexão neuromuscular retarda ou previne o declínio cognitivo.
A pesquisa foi liderada pelo professor James Hickman e pela professora pesquisadora Xufan “Nadine” Guo, em colaboração com cientistas da Hesperos. O trabalho foi financiado pelo National Institute on Aging, dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA; os resultados foram publicados na revista Alzheimer’s & Dementia, da Associação de Alzheimer. A próxima questão é se a alteração observada no modelo celular será confirmada em seres humanos e se será um indicador suficientemente precoce e consistente para uso clínico.
Fonte: ScienceDaily
