A atividade genética diária varia entre tipos de células e muda conforme o estado de saúde de cada uma, segundo um estudo recente. O trabalho detalha como essa dinâmica se relaciona com a doença de Alzheimer e com a “rotina operacional” do cérebro ao longo do dia.
Ritmo circadiano e doença de Alzheimer: como o relógio do cérebro organiza a biologia
Esse ciclo, chamado ritmo circadiano, orienta a hora de acordar e de dormir e, ao mesmo tempo, ajuda a manter uma série de processos internos a funcionar de forma consistente em cada período de 24 horas.
Como padrões de sono desregulados já tinham sido associados à doença de Alzheimer, cientistas liderados por uma equipa da Escola de Medicina da Universidade de Washington (WashU Medicina) decidiram examinar com mais detalhe os ritmos circadianos de genes ligados a fatores de risco da condição.
O que os pesquisadores mediram em astrócitos e micróglia
Ao comparar cérebros de camundongos com uma condição semelhante ao Alzheimer com os de camundongos saudáveis, em diferentes idades, os pesquisadores quantificaram a expressão de genes-chave em dois tipos celulares específicos:
- astrócitos, células que dão suporte aos neurónios;
- células imunes chamadas micróglia.
Em seguida, os resultados foram verificados em tecido humano.
Segundo o neurologista Erik Musiek, da WashU Medicina, “existem 82 genes associados ao risco de doença de Alzheimer, e descobrimos que o ritmo circadiano está a controlar a atividade de cerca de metade deles”.
Musiek acrescenta que, ao reconhecer que muitos desses genes do Alzheimer estão sob regulação do ritmo circadiano, abre-se uma oportunidade para encontrar abordagens terapêuticas capazes de os manipular e, com isso, tentar impedir a progressão da doença.
Por que isso importa: genes, função cerebral e limpeza de resíduos
Em termos práticos, os “relógios” que comandam o comportamento das células parecem influenciar fortemente diversos genes relacionados à patologia do Alzheimer. Essa influência pode interferir no funcionamento habitual do cérebro - em especial na capacidade de eliminar resíduos tóxicos.
No modelo animal, os camundongos com Alzheimer foram modificados geneticamente para desenvolver placas de proteína beta-amiloide no cérebro, um achado que costuma acompanhar a doença. Ainda não está definido se esses aglomerados desorganizam o ritmo circadiano ou se, ao contrário, um ciclo já desregulado favorece a formação das placas. Mesmo assim, os autores indicam que alterações nos relógios circadianos podem ser um motivo relevante de preocupação.
Esse resultado encaixa-se no que já se sabe: o Alzheimer é conhecido por desestruturar rotinas diárias do organismo. Existe até um termo para o aumento de confusão no fim da tarde ou no começo da noite, chamado fenómeno do entardecer (sundowning).
Os pesquisadores escrevem que os ritmos circadianos da expressão genética dependem do tipo de célula e do contexto, e oferecem pistas importantes sobre a função das células gliais na saúde, na doença de Alzheimer e no envelhecimento.
Oscilações diárias no genoma e caminhos para novas intervenções
Estima-se que cerca de um quinto dos genes do genoma humano altere a sua expressão em resposta aos relógios biológicos do corpo, influenciando processos como digestão, sono e reparação do organismo.
Com indícios de oscilações diárias em células cerebrais afetadas por neurodegeneração, torna-se possível investigar estratégias para contrariar efeitos da patologia. Um tipo de “reajuste do relógio” em genes críticos para a função cerebral pode vir a ser uma via para proteger contra o Alzheimer.
Musiek ressalta que ainda há muito por compreender, mas que o ponto decisivo é tentar manipular o relógio de alguma forma - fortalecê-lo, enfraquecê-lo ou desligá-lo em certos tipos celulares. O objetivo final, diz ele, é aprender a otimizar o sistema circadiano para evitar o acúmulo de beta-amiloide e outros aspetos da doença de Alzheimer.
O que isso sugere para a vida real (além do laboratório)
Embora o estudo não proponha um tratamento imediato, ele reforça a ideia de que hábitos que estabilizam o ritmo circadiano podem ser relevantes para a saúde cerebral. Rotinas consistentes de sono e vigília, exposição à luz pela manhã e redução de luz intensa à noite são medidas frequentemente usadas para apoiar a organização circadiana - e podem ser especialmente importantes quando há risco de declínio cognitivo.
Além disso, se genes e células específicos respondem de forma diferente ao relógio biológico, futuras terapias poderão considerar o “timing” de intervenções (por exemplo, horários mais favoráveis para administrar medicamentos), uma linha de investigação frequentemente associada à cronoterapia.
A pesquisa foi publicada no periódico Nature Neurociência.
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