Uma nova terapia genética melhorada pode ser o primeiro tratamento para a doença de Machado-Joseph

Autor original do artigo: Sandro Alves e Almeida

Investigadores portugueses, suíços e franceses mostram, pela primeira vez, que é possível inibir, num organismo vivo, as cópias mutadas dum gene sem afetar a cópia normal existente do mesmo gene. A investigação descreve como os cientistas usaram com sucesso a terapia em ratos para reverter os sintomas da doença de Machado Joseph (DMJ), uma doença neurodegenerativa incurável e potencialmente fatal. Se estes resultados podem ser transferidos para os seres humanos - e mostram que o método funciona em células humanas isoladas - não só pode tornar-se o primeiro tratamento disponível para a doença de Machado Joseph, mas também abre as portas para uma nova terapia genética mais segura e eficiente para outras doenças neurodegenerativas, tais como doença de Parkinson ou doença de Alzheimer.

Este artigo é o resultado de um projeto de divulgação da ciência portuguesa, http://www.cienciahoje.pt/1455.

A doença de Machado Joseph (DMJ) (ou ataxia espinocerebelosa tipo 3 – SCA3) é uma doença neurodegenerativa causada pela repetição anormal de uma série de três nucleótidos – os nucleótidos são os blocos que formam o ADN - no gene da DMJ, o qual produz a proteína do cérebro ataxina-3. A proteína mutada, incapaz de funcionar normalmente, acumula-se em depósitos insolúveis no cérebro do paciente, promovendo a lesão neuronal associada à DMJ que se caracteriza por uma elevada incoordenação motora progressiva e falta de controlo motor, o que conduz a um confinamento em cadeira de rodas e, em casos extremos, à morte. A doença é incurável.

Sandro Alves, Luís Pereira de Almeida, Nicole Deglon e colegas do Centro de Neurociências e Biologia Celular e Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra, Portugal e o Instituto de Imagem Molecular e Centro de Investigação de Imagem Molecular, em Orsay, França têm-se interessado, há muito tempo, por doenças neurodegenerativas, especialmente a SCA3, e a investigação publicada explora uma nova ferramenta chamada interferência de ARN (ARNi) para tentar e silenciar o MJD1 mutado e controlar os danos neuronais associados com a doença.

O método baseia-se no facto de, durante a expressão do gene, a informação contida no ADN é transferida para as moléculas de ARN mensageiro (ARNm) que depois instruem outras moléculas para produzir uma proteína. O método do ARNi introduz, nas células que expressam o gene que queremos silenciar, uma molécula de ARNi complementar ao ARNm do gene, e as duas moléculas são unidas. Porque duas moléculas de ARN não ocorrem naturalmente, esta dupla de ARN será rapidamente eliminada, parando a expressão do gene a meio do caminho (daí o nome "ARN de interferência").

O que é novo e particularmente interessante no trabalho de Alves, Almeida, Deglon e colegas é que eles usam um ARNi que visa especificamente a versão mutada do gene da ataxina-3, sem tocar em nenhum MJD1 normal existente nas células. Na verdade, há sempre duas cópias de qualquer gene em qualquer célula, o que significa que a maior parte do tempo que os pacientes com DMJ - porque um MJD1 mutado é suficiente para produzir a doença – têm uma cópia funcional que produz a ataxina-3.

Este novo ARNi se dirige a uma pequena região no ARNm do MJD1, sendo diferente entre as versões normais e mutadas do gene. Assim, acredita-se que a ataxina-3 participa na destruição das proteínas anormais e potencialmente tóxicas no cérebro, exatamente os mesmos que podem levar a doenças neurodegenerativas, é importante proteger a produção desta proteína que poderia ainda existir.

Com esta nova ARNi nas mãos, os investigadores começaram por avaliar a sua eficácia em células embrionárias humanas isoladas a partir do rim, onde foi mostrado que esta eliminava o ARNm do MJD1 mutado, levando tanto como a uma redução de 70% nos níveis da ataxina-3 anormal.
De seguida, o ARNi foi usado num modelo de rato com DMJ desenvolvido pelos investigadores e onde a doença foi criada através da injeção dum vírus que contém um gene humano MJD1 mutado no cérebro dos animais.

Assim, as células do cérebro do animal foram infetadas - e uma vez que estes vírus infetam inserido no cromossoma do hospedeiro, neste caso ter também o MJD1 mutado -, produzem ataxina-3 mutada e, assim, criam uma doença como a DMJ. Nesta nova experiência, os animais foram injetados não só com o vírus contendo o MJD1 humano mutado, mas também com uma molécula contendo o ARNi e esta pode interferir com a produção da ataxina-3 anormal das células do cérebro.

E, de fato, três semanas após as injeções, a análise ao cérebro dos ratos revelaram uma redução substancial do número e tamanho (anormal) dos depósitos da proteína (redução de 50%) e lesão neuronal (redução de 70%) em comparação com os controlos, demonstrando a capacidade deste protocolo de controlo da DMJ em organismos vivos. Embora este ARNi ter sido mostrado antes para silenciar o MJD1 mutado em células isoladas, Alves e colegas obtêm a libertação dentro do cérebro de organismos conseguindo, pela primeira vez, uma terapia genética de uma mutação específica em animais vivos.

Precisa-se de fazer mais investigação para garantir a segurança do método e os resultados a longo prazo, antes de poder ser utilizado em seres humanos, mas o facto de ser possível silenciar a produção de ataxina-3 mutada no cérebro de ratos é muito promissora. Além disso, tanto o tratamento de animais vivos como o tratamento de células humanas isoladas, aparentemente não mostraram efeitos secundários, uma importante característica para o uso em humanos. Uma das maiores preocupações de tais métodos é a introdução de um vírus no corpo, embora seja inofensivo quando injetado, tem sempre o potencial (remoto) para se tornar uma forma de induzir a doença, ou - como aconteceu atrás alguns anos num ensaio clínico de terapia genética - ativar genes cancerígenos. No entanto, um sistema viral semelhante ao utilizado por Alves e colaboradores é agora utilizado num ensaio clínico de terapia genética para a doença de Parkinson sem efeitos colaterais, o que proporciona maior apoio para a relevância dos resultados descritos aqui para eventuais tratamentos humanos.

E de fato Luís Pereira de Almeida, um dos autores, diz que "o próximo passo imediato é usar um modelo de rato transgénico em que o animal expressa na maioria das células cerebrais a ataxina-3 mutada, situação muito mais perto do que acontece nos pacientes, para validar o alcance do silenciamento e prever melhor o resultado dum tratamento clínico dentro duma região específica do cérebro. Se esses estudos forem bem-sucedidos, depois temos de tentar atrair o interesse de empresas farmacêuticas que trabalham nesta área para levar a terapia para ensaios clínicos.”

Finalmente, a investigação tem uma outra implicação. Apesar de tudo, esta é a primeira vez que é possível silenciar a produção de uma proteína mutada, sem afetar qualquer versão normal da mesma proteína no cérebro de animais vivos. Com o aumento da utilização da terapia genética que agora se tem visto, particularmente a ARNi no tratamento de doenças neurodegenerativas, a qual é capaz de salvar a produção da proteína normal, o que é uma das suas principais vantagens, especialmente num órgão como o cérebro. Alves, Almeida, Deglon e colegas mostraram como isso é uma possível porta para uma terapia genética de ARNi mais segura e mais específica.

A DMJ foi detetada pela primeira vez em descendentes de portugueses/açorianos em 1970 (Machado e Joseph são os nomes das duas primeiras famílias portuguesas afetadas identificadas), mas agora é muito difundida em todo o mundo onde é a ataxia hereditária autossómica dominante mais comum (doença neurodegenerativa caracterizada por uma grande descoordenação). No entanto, a ilha açoriana das Flores é ainda o lugar com a mais alta incidência da doença, onde cerca de 1 em cada 140 pessoas é afetada. Os sintomas incluem o aumento da fraqueza muscular (ataxia significa incoordenação motora) e uma descoordenação, fala arrastada e uma perda progressiva do controlo motor que, eventualmente, confina o paciente a uma cadeira de rodas e, em muitos casos mais graves, leva a uma morte prematura.


(artigo traduzido)



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