Cientistas da Salk descobrem novas pistas para reparar uma lesão na medula espinhal

Cientistas da Salk descobrem novas pistas para reparar uma lesão na medula espinhal

Os cientistas esperam emprestar a estratégia de animais mais simples para reparar os nervos danificados da medula espinhal em humanos.

LA JOLLA—Rãs, cachorros, baleias, caracóis podem fazer isso, mas humanos e primatas não. Isto é, regenerar os nervos após uma lesão - embora muitos animais tenham essa habilidade, os humanos não. Mas uma nova pesquisa do Salk Institute sugere que uma pequena molécula pode ser capaz de convencer os nervos danificados a crescer e efetivamente religar os circuitos. Tal feito poderia eventualmente levar a terapias para milhares de americanos com lesões graves na medula espinhal e paralisia.

“Esta pesquisa sugere que podemos imitar os processos de reparo neuronal que ocorrem naturalmente em animais inferiores, o que seria muito emocionante”, diz o autor sênior do estudo e professor de Salk. Kuo Fen Lee. Os resultados foram publicados hoje no PLOS Biology.

Para que um nervo danificado recupere a função, suas longas extensões de transmissão de sinal, conhecidas como axônios, precisam crescer e estabelecer novas conexões com outras células.

A presença de p45 (coloração verde) e p75 (coloração vermelha) indica que os neurônios motores aumentam a expressão de p45 e p75 após lesão do nervo ciático em um animal.

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Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

Num estudo publicado no verão passado em PLoS ONE, Lee e seus colegas descobriram que a proteína p45 promove a regeneração do nervo, impedindo a bainha do axônio (conhecida como mielina) de inibir o crescimento. No entanto, humanos, primatas e alguns outros vertebrados mais avançados não possuem p45. Em vez disso, os pesquisadores descobriram uma proteína diferente, p75, que se liga à mielina do axônio quando ocorre dano nervoso nesses animais. Em vez de promover a regeneração do nervo, o p75 realmente interrompe o crescimento dos nervos danificados.

“Não sabemos por que essa regeneração nervosa não ocorre em humanos. Podemos especular que o cérebro tem tantas conexões neurais que essa regeneração não é absolutamente necessária”, diz Lee.

No estudo publicado hoje, os cientistas observaram como duas proteínas p75 se unem e formam um par que se prende aos inibidores liberados pela mielina danificada.

Ao estudar as configurações das proteínas em soluções usando a tecnologia de ressonância magnética nuclear (NMR), os pesquisadores descobriram que o p45, que promove o crescimento, pode interromper o emparelhamento do p75.

Kuo-Fen Lee, Professor nos Laboratórios da Fundação Clayton de Salk para Biologia Peptídica

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Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

“Por razões que não são compreendidas, quando o p45 entra, ele separa o par”, diz Lee, detentor do Helen McLoraine Chair em Neurobiologia Molecular.

Além do mais, a proteína p45 foi capaz de se ligar à região específica na proteína p75 que é crítica para a formação do par p75, diminuindo assim a quantidade de pares p75 que se ligam aos inibidores liberados da mielina. Com menos pares de p75 disponíveis para se ligar aos sinais do inibidor, os axônios foram capazes de crescer novamente.

As descobertas sugerem que um agente – seja p45 ou outra molécula disruptiva – que possa efetivamente quebrar o par p75 poderia oferecer uma possível terapia para danos na medula espinhal.

Um método de terapia pode ser a introdução de mais proteína p45 nos neurônios danificados, mas uma tática mais inteligente pode ser a introdução de uma pequena molécula que bloqueie a ligação entre as duas proteínas p75, diz Lee. “Tal agente poderia atravessar a barreira hematoencefálica e chegar ao local das lesões na medula espinhal”, diz ele.

O próximo passo será ver se a introdução do p45 ajuda a regenerar os nervos humanos danificados. “É isso que esperamos fazer no futuro”, diz Lee.

Colaboraram com Lee neste trabalho Tsung-Chang Sung, Zhijiang Chen e Jiqing Xu, do Salk Institute; Marçal Vilar, Irmina Garcia-Carpio e Eva M. Fernandez, da Unidade de Neurodegeneração, UFIEC-ISCIII, em Madrid, Espanha; e Rolan Reik do Laboratório de Química Física, ETH Zürich, em Zurique, Suíça.

Esta pesquisa foi financiada por doações do National Institutes of Health, Associação de Distrofia Muscular e Fundação Clayton.

Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
O Salk Institute for Biological Studies é uma das mais proeminentes instituições de pesquisa básica do mundo, onde professores de renome internacional investigam questões fundamentais das ciências da vida em um ambiente único, colaborativo e criativo. Com foco na descoberta e na orientação de futuras gerações de pesquisadores, os cientistas da Salk fazem contribuições inovadoras para nossa compreensão do câncer, envelhecimento, Alzheimer, diabetes e doenças infecciosas, estudando neurociência, genética, biologia celular e vegetal e disciplinas relacionadas.

As realizações do corpo docente foram reconhecidas com inúmeras honras, incluindo Prêmios Nobel e associações na Academia Nacional de Ciências. Fundado em 1960 pelo pioneiro da vacina contra a poliomielite Jonas Salk, MD, o Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico.