A perda de neurônios produtores de dopamina é uma marca patológica da doença de Parkinson. No entanto, os mecanismos exatos permanecem obscuros. Uma equipe de pesquisadores da Universidade Sechenov e da Universidade de Pittsburgh apresentou as estratégias mais promissoras na aplicação da engenharia genética em um estudo e tratamento da doença de Parkinson.
O método nobre pode ajudar a estudar o papel dos processos celulares na progressão da doença, desenvolver novos métodos de tratamento e drogas e estimar sua eficácia usando modelos de doenças animais.
A doença de Parkinson (DP) é um distúrbio neurodegenerativo que afeta as habilidades motoras, incluindo equilíbrio e coordenação. Em todo o mundo, cerca de 6,5 milhões de pessoas têm a doença de Parkinson em 2016, em comparação com 2,5 milhões em 1990.
Na Austrália, a prevalência de pessoas com DP foi maior do que muitos cânceres em 2014, e uma estimativa em cada 308 pessoas vive com Parkinson.
Mecanismos cerebrais desencadeiam a progressão da doença
O distúrbio neurodegenerativo tem muitos comprometimentos motores e cognitivos e geralmente é observado em adultos mais velhos, com mais de 55 anos. A doença progride lenta e gradualmente, à medida que piora com o tempo. Em casos graves, o paciente pode ter dificuldade em controlar suas habilidades e movimentos motores, conversação e ações independentes, como cuidar de si mesmo.
Um tratamento nobre é importante para ajudar a melhorar a qualidade de vida das pessoas afetadas pela doença. Publicado na revista Free Radical Biology and Medicine, o estudo destaca como os mecanismos no cérebro desencadeiam o desenvolvimento e a progressão da DP.
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| Possíveis mecanismos de desenvolvimento da doença de Parkinson e as formas mais promissoras de aplicar o CRISPR / Cas9 ao seu estudo e tratamento. Crédito de imagem: Alena Manuzina |
Embora o metabolismo redox aberrante esteja ligado à desregulação do ferro e ao acúmulo de mitocôndrias comprometidas e seja considerado um dos principais fatores de neurodegeneração e morte de células dopaminérgicas, os mecanismos e anomalias específicos ainda não são claros.
Os pesquisadores se concentraram nas causas prováveis da doença, que estão associadas às reações de oxidação-redução (redox) nas células e aos mecanismos de morte celular, apelidados de apoptose e ferroptose.
O CRISPR, uma tecnologia de engenharia genética, é um método promissor para encontrar medicamentos e tratamentos novos e eficazes para doenças neurodegenerativas. Há muitas maneiras de o CRISPR ajudar a tratar a doença de Parkinson.
Patologia da mitocôndria e doença de Parkinson
O primeiro grupo de mecanismos conecta o papel das mitocôndrias à patologia da doença de Parkinson. As mitocôndrias, ou potências das células, formam espécies reativas de oxigênio (EROs) que são importantes na regulação e sinalização da homeostase. Quando há um dano nas mitocôndrias, os ROS se acumulam e causam danos às estruturas celulares.
Como os danos nas mitocôndrias podem levar a erros progressivos na célula, é importante que as mitocôndrias envelhecidas e danificadas sejam eliminadas imediatamente, em um turnover chamado mitofagia. Quando há excesso ou ineficiência de mitofagia, pode levar à neurodegeneração.
Pessoas com uma mutação nos genes de PINK1 e Parkin, proteínas importantes para o funcionamento mitocondrial, apresentaram degeneração muscular, disfunção mitocondrial e perda de células cerebrais dopaminérgicas, o que é típico da doença de Parkinson.
Nesse cenário, o CRISPR pode ajudar a procurar genes desconhecidos e seus produtos protéicos, que são direcionadores para o desenvolvimento e progressão da doença. Essas proteínas podem ser alvos para a descoberta de medicamentos e terapias nobres, com o objetivo de tratar pessoas com DP.
Homeostase do ferro no funcionamento celular
A homeostase é o equilíbrio interno dos processos corporais. O segundo grupo de processos celulares está associado à homeostase ou equilíbrio do ferro. O ferro e a ERO são importantes para o bom funcionamento das células e, se houver alguma alteração, pode levar a interrupções nos processos celulares vitais.
Se houver um desequilíbrio no ferro, ele pode se acumular nos tecidos do cérebro de adultos mais velhos. Geralmente, eles podem se depositar em áreas do cérebro que controlam as funções motoras e cognitivas. Em estudos anteriores, o alto nível de ferro na substância negra é acompanhado pela morte de células cerebrais dopaminérgicas.
A tecnologia CRISPR pode ajudar a desenvolver drogas que podem normalizar o equilíbrio de ferro nas áreas afetadas do corpo, neste caso, o cérebro.
Apoptose e ferroptose
O último grupo de processos são os programas de morte celular, chamados apoptose e ferroptose. As proteínas e o DNA das células são decompostos com enzimas durante a apoptose até que se desintegre. Depois disso, ocorre a ferroptose, em que a oxidação dependente de ferro das classes lipídicas. Os subprodutos da oxidação se acumulam na célula, o que leva ao envenenamento. Esses programas de morte celular podem contribuir para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, uma vez que aceleram a morte de células, incluindo os neurônios dopaminérgicos. O CRISPR pode ajudar nesse caso, fornecendo estudos detalhados das vias de morte celular, levando a uma melhor compreensão de seus papéis no desenvolvimento da doença de Parkinson e de outras doenças cerebrais.
“Este é um passo importante de muitos para levar a promessa desta nova tecnologia a pacientes com doenças graves, como distúrbios neurodegenerativos. Ele já foi usado em testes em humanos (na China, Alemanha, EUA) para tratar pacientes com câncer em estágio avançado e com talassemia beta”, disse Margarita Artyukhova, autora do estudo.
“Tais estudos nos permitem ver o vasto potencial da edição do genoma como uma estratégia terapêutica. É difícil não ficar emocionado e empolgado quando você entende que o progresso das tecnologias de edição do genoma pode mudar completamente nossa compreensão do tratamento da doença de Parkinson e de outros distúrbios neurodegenerativos", acrescentou. Original em inglês, tradução Google, em revisão. Fonte: News Medical, com links e imagens.
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