Uma equipe de neurocientistas internacionais, liderada por pesquisadores da Duke-NUS Medical School, identificou um mecanismo crucial que governa a reativação das células-tronco neurais, vitais para a reparação e regeneração das células do cérebro.
Publicado na revista Nature Communications, o estudo apresenta insights significativos com potenciais implicações para o avanço de tratamentos para distúrbios neurodegenerativos, como as doenças de Alzheimer e Parkinson.
As células-tronco neurais servem como a origem das células funcionais do cérebro. Após as etapas iniciais de desenvolvimento do cérebro, essas células-tronco normalmente entram em um estado de quiescência para conservar energia e recursos, reativando-se apenas quando necessário, como após uma lesão ou durante atividade física. No entanto, com o envelhecimento, menos células-tronco neurais podem ser reativadas, contribuindo para o surgimento de vários distúrbios neurológicos. Consequentemente, compreender os mecanismos regulatórios subjacentes a essa reativação é crucial para o desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas.
Os pesquisadores descobriram que um grupo específico de proteínas desempenha um papel fundamental na reativação de células-tronco neurais dormentes por meio de um processo conhecido como SUMOilação. Nesse processo, uma pequena proteína chamada SUMO (modificador pequeno semelhante à ubiquitina) se liga a proteínas-alvo dentro da célula, modulando sua atividade e função. Essas proteínas marcadas com SUMO foram consideradas essenciais para desencadear o despertar das células-tronco neurais, facilitando assim a reparação e o desenvolvimento do cérebro.
Importante ressaltar que a ausência de proteínas SUMO no estudo resultou em um fenótipo semelhante à microcefalia em drosófilas, destacando a importância da SUMOilação na ativação das células-tronco neurais. Essa pesquisa marca a primeira identificação do papel preciso das proteínas SUMO nesse processo biológico crítico.
A Dr. Gao Yang, pesquisador do Programa de Neurociência e Transtornos Comportamentais da Duke-NUS e autor principal do estudo, enfatizou a natureza inovadora das descobertas, afirmando: “Demonstramos pela primeira vez que a família de proteínas SUMO desempenha um papel fundamental na reativação das células-tronco neurais e no desenvolvimento geral do cérebro.”
Ele elaborou ainda: “Dando um passo além, também mostramos que, na ausência dessas proteínas, o desenvolvimento neuronal normal é prejudicado, com as drosófilas desenvolvendo cérebros menores, característicos da microcefalia.”
Os pesquisadores exploraram mais a fundo o papel da SUMOilação, revelando que ela regula uma proteína crítica na via Hippo, uma cascata de sinalização bem conhecida envolvida em processos celulares como proliferação celular, apoptose e regulação do tamanho de órgãos. Apesar de sua importância, poucos reguladores da via Hippo foram identificados no cérebro.
O estudo demonstrou que, quando a proteína central da via Hippo, Warts, é modificada por SUMO, sua capacidade de restringir o crescimento celular e prevenir a reativação das células-tronco neurais é reduzida. Essa diminuição na atividade de Warts permite que as células-tronco neurais se proliferem e se diferenciem em novos neurônios, contribuindo para o desenvolvimento e funcionamento do cérebro.
A Professora Wang Hongyan, Diretora Interina do Programa de Pesquisa em Neurociência e Transtornos Comportamentais da Duke-NUS e autora sênior do estudo, destacou as implicações mais amplas das descobertas: “Considerando que as proteínas SUMO e a via Hippo são altamente conservadas em humanos, nossas descobertas não são apenas relevantes para as drosófilas. Elas também são importantes para entender a biologia humana.”
Ela observou ainda: “Disrupções no processo de SUMOilação e na via Hippo estão ligadas a várias doenças em humanos, incluindo câncer e doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson. Nossas novas percepções sobre o papel da SUMOilação no cérebro abrem novas oportunidades empolgantes para intervenções que poderiam levar a terapias direcionadas que aproveitam os próprios poderes regenerativos do corpo.”
A Professora Wang e sua equipe já haviam demonstrado anteriormente que as células-tronco neurais da drosófila servem como um modelo excepcional para investigar os mecanismos subjacentes à dormência, reativação e regeneração neuronal.
Comentando sobre o impacto mais amplo do estudo, o Professor Patrick Tan, Vice-Diretor Sênior de Pesquisa da Duke-NUS, afirmou: “Essa descoberta avança nossa compreensão de como as células funcionam e são controladas, informando o desenvolvimento de novas terapias regenerativas para doenças neurodegenerativas. Ao mesmo tempo, abre novas possibilidades para o desenvolvimento de tratamentos para condições neurológicas, como a microcefalia.”
Ele acrescentou: “À medida que a pesquisa avança, nos aproximamos de encontrar maneiras eficazes de ajudar as pessoas com esses distúrbios e melhorar sua qualidade de vida.”
