Encontrou uma ligação entre disfunção mitocondrial e doença de Alzheimer

Cientistas do Centro de Pesquisa ASU-Banner para Doenças Neurodegenerativas e do Centro de Bioenergia Biodesign sugerem que o reparo de genes danificados associados à função mitocondrial ajudará a interromper o aparecimento da doença de Alzheimer.

Em 25 de novembro de 1901, uma mulher de 51 anos foi internada em um hospital em Frankfurt, mostrando uma combinação bizarra de sintomas. O comportamento dela era imprevisível. No rosto, todos os sinais de paranóia, além de alucinações auditivas, desorientação no espaço e grave comprometimento da memória. Em resposta a uma solicitação para escrever seu nome, ela exibe "Sra." E depois permanece na página, incapaz de se lembrar de todo o resto. "Eu me perdi", ela dirá ao médico. Com o tempo, ela ficará isolada em si mesma, antes de sua morte, em 9 de abril de 1906.

O trágico caso de Augusta Deter poderia ter sido perdido entre outros registros médicos se seu médico, Alois Alzheimer, não tivesse realizado um exame completo de sua condição de saúde. Além disso, ele analisou o tecido cerebral do paciente após a morte e encontrou placas amilóides óbvias, além de sinais de emaranhados neurofibrilares. Augusta Deter tornou-se a primeira pessoa a ser diagnosticada com Alzheimer.

Hoje, a sociedade enfrenta uma epidemia da doença de Alzheimer: somente nos Estados Unidos, cerca de 5 milhões de pessoas sofrem com ela. Segundo as previsões dos analistas do Centro de Controle e Prevenção de Doenças, esse número aumentará para 14 milhões em meados do século. Da lista das 10 doenças mais comuns que levam à morte, o Alzheimer continua sendo o único que não pode ser prevenido, tratado ou curado.

Em seu estudo, Paul Coleman, Diego Mastroeni e seus colegas da ASU-Banner e Biodesign examinaram o papel da mitocôndria na patologia da doença de Alzheimer. As mitocôndrias funcionam como centros de energia para as células e são essenciais para a saúde e a doença. O trabalho dos cientistas é baseado em um trabalho anterior, no qual mutações genéticas que afetam a função mitocondrial são a causa alegada do início e progressão da doença.

As mitocôndrias - organoides de membrana presentes em todos os organismos vivos - são freqüentemente chamadas de estações de energia celular. Usando um processo conhecido como fosforilação oxidativa (OXPHOS), eles produzem a maior parte da energia química de uma célula na forma de trifosfato de adenosinaou ATP. Além de fornecer energia para a célula, as mitocôndrias estão envolvidas na diferenciação e morte celular, bem como no crescimento e manutenção do ciclo celular.

A estrutura das mitocôndrias

As mitocôndrias diferem de outras organelas da célula, pois possuem seu próprio DNA . Difere do contido no núcleo celular. Isso é possível pela evolução mitocondrial. Esses organoides se originaram de bactérias de vida livre que “colonizaram” outras células cerca de 2 bilhões de anos atrás. Ao serem incorporados às células que contêm o núcleo, esses endossimbiontes (organismos que vivem dentro de outro organismo e trazem benefícios a ele) perderam a maior parte de sua estrutura natural, mas mantiveram seu próprio DNA.

Como as mitocôndrias desempenham um papel importante, a disfunção mitocondrial está associada a uma ampla gama de doenças, incluindo cardiovascular, autismo, esquizofrenia, transtorno bipolar, epilepsia, acidente vascular cerebral, diabetes e várias formas de demência, como a doença de Alzheimer.

As doenças neurodegenerativas relacionadas à idade, como a doença de Alzheimer, se desenvolvem por um longo tempo antes de se manifestarem. Os primeiros processos fisiológicos e moleculares ainda são desconhecidos. Os resultados do trabalho dos laboratórios Coleman e Mastroeni revelaram mudanças precoces na codificação do núcleo (e não no mRNA mitocondrial) que ocorrem em pessoas após 30 anos. "Isso nos dá a oportunidade de procurar onde suspeitamos as primeiras alterações celulares na progressão da doença de Alzheimer", diz Mastroeni.

Este estudo examinou tecidos do hipocampo , a parte do cérebro que desempenha um papel crucial na memória humana. É ela quem primeiro sofre seriamente com o aparecimento da doença. Usando a análise de microarrays, os pesquisadores estudaram o tecido hipocampal de 44 pessoas saudáveis ​​com idades entre 29 e 99 anos, 10 com comprometimento moderado e 18 com doença de Alzheimer.

A reação foi avaliada a partir de dois conjuntos de genes: o primeiro é codificado no DNA mitocondrial e o outro no DNA nuclear. Esses dois conjuntos estão ligados à base do complexo mitocondrial para a fosforilação oxidativa, produzindo energia na forma de ATP. Curiosamente, enquanto os próprios genes mitocondriais quase não foram afetados, os genes nucleares associados ao mecanismo OXPHOS sofreram modificações significativas, dependendo dos tecidos estudados. Os dados de microarranjo mostraram uma diminuição significativa na regulação dos genes OXPHOS codificados em nucleares nos tecidos afetados pela doença. A mesma reação ocorre em um cérebro com envelhecimento normal.

Os resultados de um novo estudo mostram que certas classes de genes associados a manifestações mitocondriais durante a fosforilação oxidativa são menos pronunciadas em pacientes com doença de Alzheimer em comparação com pessoas saudáveis.

O estudo também analisa a expressão gênica em pacientes cujo cérebro apresenta um nível médio de doença conhecido como comprometimento cognitivo leve. Aqui o efeito oposto é observado com os genes correspondentes - a reação é mais pronunciada. Os autores sugerem que esta observação pode indicar algum tipo de mecanismo compensatório no cérebro que está tentando prevenir a doença em seus estágios iniciais. Além disso, eles acreditam que a restauração de um conjunto específico de genes danificados associados à função mitocondrial e localizados no núcleo das células de DNA é uma opção possível para interromper a doença.

Os resultados são consistentes com os dados de trabalhos anteriores, que estabeleceram que o acúmulo de beta amilóide nos neurônios (uma característica da doença de Alzheimer) está diretamente envolvido na disfunção mitocondrial. “Nosso trabalho sobre mitocôndrias oferece um marcador confiável que aparece no início da doença. Ela se correlaciona mais de perto com o grau de demência do que o diagnóstico atual de placas e emaranhados ”, diz Coleman.

Os mecanismos exatos que influenciam a diminuição da resposta mitocondrial durante o envelhecimento ou a doença de Alzheimer ainda precisam ser observados. A pesquisa mostra que os tratamentos voltados à restauração da função genética podem abrir um novo caminho para o tratamento da doença.

Trabalho científico publicado na revista Alzheimer's & Dementia
DOI: 10.1016 / j.jalz.2016.09.09.003

Source: https://habr.com/ru/post/pt399017/