María Dolores Moltó: "A investigação na ataxia de Friedreich (AF) é dirigida para a obtenção de tratamentos eficazes"
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| A Dra. María Dolores Moltó no seu laboratório do Departamento de Genética da Universidade de Valência |
María Dolores Ruiz Moltó
(Almería, Espanha, 1961) tem um doutoramento em Biologia pela Universidade de
Valência (Espanha) e é professora no Departamento de Genética da mesma instituição,
onde lidera o grupo de investigação de Genética Molecular Humana e investigadora
no CIBER de Saúde Mental (CIBERSAM). Durante a investigação, Moltó tem focado a
sua carreira no campo da ataxia de Friedreich e esquizofrenia. Sempre em
contato com os pacientes, Moltó sublinha a importância de manter um financiamento
seguro e estável para se concentrar na investigação. Ela enfatiza a importância
da colaboração e coordenação entre os diferentes grupos que abordam a mesma
doença genética.
Aproveitámos a sua
participação no Certificado em Princípios de Genética Humana organizado pela
Universidade de Valência (Espanha) e ADEIT – Fundación Universidad – Empresa de
la Universitat de València (Espanha) e o recente Dia Internacional das Ataxias (25
de setembro) para fazer algumas perguntas sobre a sua carreira e os seus
projetos na área da ataxia de Friedreich.
A
ataxia de Friedreich é uma doença pouco conhecida. Quais são as suas principais
características?
A ataxia de Friedreich é uma
doença neurodegenerativa que afeta o sistema nervoso central e periférico. Uma
percentagem significativa de pacientes também têm problemas cardíacos,
especificamente cardiomiopatia hipertrófica e, em menor número, diabetes mellitus.
Esta doença é causada pela deficiência de uma proteína chamada frataxina. Também
tem um padrão autossómico recessivo, o que significa que as pessoas afetadas
têm duas cópias do gene mutado. A mutação mais prevalente é uma expansão
anómala de uma repetição GAA localizada no primeiro intrão do gene.
Já
passaram quase 20 anos desde que as causas genéticas da AF, estudo em que
participou, foram descobertas. Que progressos foram feitos desde então?
Desde que em 1996 se
identificou o gene responsável pela ataxia de Friedreich, um dos aspetos em que
se tem trabalhado mais intensamente é conhecer a função deste gene e como as
mutações afetam o mesmo. Isto é essencial para entender o porquê das alterações
fisiopatológicas nos pacientes e para poder abordar estratégias terapêuticas
que sejam verdadeiramente eficazes.
Os modelos desenvolvidos em
organismos experimentais têm contribuído significativamente para decifrar a
função da frataxina. Os primeiros dados foram fornecidos pela levedura:
mutantes de levedura deficientes em frataxina mostraram uma grande acumulação
de ferro na mitocôndria. Isto permitiu propor a primeira hipótese: que a
frataxina poderia ser um potencial regulador da quantidade de ferro
mitocondrial.
A partir de então, até
agora, tem-se verificado que a frataxina está envolvida em vários processos
celulares e têm sido propostas diferentes funções para esta proteína, todas
relacionadas com a biologia das mitocôndrias. No entanto, apesar de todos estes
anos de trabalho, o papel da frataxina na célula ainda não é totalmente clara.
Em todo o caso, sabemos que sua deficiência provoca várias alterações
bioquímicas que afetam a biogénese dos centros de ferro-enxofre, e que
necessitam de proteínas, assim como centros de atividade como a aconitase e
complexos de proteínas pertencentes à cadeia respiratória. A deficiência de frataxina
torna as células são muito sensíveis à ação de agentes oxidantes.
O progresso na compreensão
do papel da frataxina tem permitido ter realizado vários ensaios clínicos com fármacos
que contrariassem os efeitos da deficiência dessa proteína. O stress oxidativo
tem sido um dos objetivos mais importantes de desempenho, e avaliar a eficácia
de vários compostos com efeitos antioxidantes, tais como a coenzima Q,
idebenona ou vitamina E. No entanto, não existe um consenso suficientemente
claro em respeito à eficácia de tais compostos nos pacientes com transtornos
neurológicos. Outro alvo tem sido a acumulação de ferro na mitocôndria, onde a
ação tomada foi usar quelantes de metais tais como a deferoxamina e a
deferiprona. Ambos os compostos foram retirados de ensaios clínicos devido a
resultados contraditórios obtidos e os efeitos que têm sobre a enzima aconitase,
porque reduzem a sua atividade.
Um outro avanço na ataxia de
Friedriech foi determinar a forma como a mutação afeta a expressão do gene que
codifica a frataxina. A síntese da frataxina é severamente comprometida nos pacientes,
uma vez que as expansões GAA impedem a transcrição do gene, obtendo-se os
níveis de proteínas entre 5 e 30% do nível normal. Atualmente acredita-se que a
causa principal é o maior compactação da cromatina nas regiões próximas da
expansão GAA, causada por esta expansão. Isto implica que o gene não pode expressar-se
ao nível que acontece em situações normais. Estes resultados deram lugar ao uso
de compostos como inibidores de enzimas de histona-desacetilase que modificam a
conformação da cromatina que promovem a expressão do gene e, assim, um aumento
dos níveis de frataxina.
Também
participou na identificação, na Drosophila,
do gene humano equivalente e a criação de um modelo da doença na mosca da
fruta. O que tem proporcionado este modelo?
Como eu disse antes, os
modelos de laboratório têm sido muito importantes para saber o que faz a frataxina
na célula. Sendo uma proteína evolutivamente conservada, também está presente
na Drosophila. No nosso laboratório, identificámos
o do gene da mosca que codifica a frataxina e vimos que esta proteína, tal como
nos humanos, está localizada nas mitocôndrias. A partir daqui, vários grupos
diferentes laboratórios têm usado a mosca da fruta para tentar reproduzir a
situação que os pacientes têm a nível molecular, isto significa uma diminuição
significativa na quantidade de frataxina presente na célula e, assim, observar
em diferentes níveis de estudo, o que acontece com as moscas.
Cada modelo desenvolvido na Drosophila tem feito a sua contribuição.
Poderíamos ter uma situação muito semelhante à dos pacientes com ataxia de
Friedreich, em que as moscas tinham níveis de frataxina em torno de 30% dos
níveis normais. Esta redução é coerente com um desenvolvimento embrionário
aparentemente normal e as pessoas podem atingir a idade adulta.
O nosso modelo reproduz
alguns dos parâmetros clínicos observados em pacientes: redução das capacidades
motoras, menor esperança de vida e uma grande sensibilidade ao stress
oxidativo. Vimos que, como ocorre em certos tecidos de pacientes e em ratos modelos
e levedura, as moscas tinham mais ferro nas mitocôndrias e a atividade da
enzima mitocondrial aconitase foi afetada, comprometendo seriamente a
respiração mitocondrial em condições de stress oxidativo.
Qual
acha que tem sido a contribuição mais importante do seu modelo?
Talvez ter identificado um
potencial novo alvo terapêutico na ataxia de Friedreich. Descobrimos que usando
dois inibidores da função de um complexo chamado TORC1, as nossas moscas
deficitárias em frataxina recuperaram a sua capacidade de se mover até níveis
normais e aumentar a sua sobrevivência, embora ligeiramente. O TORC1 é um
complexo proteico em que participa a proteína TOR, uma proteína chave que
regula a homeostase da célula na sua interação com o ambiente.
Além disso, estes inibidores
protegem as moscas do stress oxidativo gerado pelo défice de frataxina e também
do causado por fatores externos, ativando diferentes mecanismos moleculares.
Estes resultados colocam os holofotes sobre um novo caminho bioquímico para
orientar a busca de moléculas com efeito benéfico para os pacientes.
Será
que estamos mais perto de um tratamento eficaz?
Se pensarmos que, quando o
gene foi identificado não se tinha qualquer ideia do qual poderia ser o seu
papel e agora se está a avaliar o efeito terapêutico de um grande número de
moléculas, a minha resposta é sim. Mas também é verdade que apesar de anos de investigação
ainda não se conseguiu um tratamento que seja realmente eficaz. Não é fácil o
tratamento de doenças genéticas, mas é claro que hoje se sabe o que acontece
com as células sem frataxina e, portanto, está-se em posição de desenvolver
estratégias que sejam realmente úteis para o tratamento desta doença.
Atualmente, existem várias
moléculas em fase de ensaio clínico que atuam melhorando a função mitocondrial
e reduzindo o stress oxidativo provocado pela falta de frataxina. Também estão
a ser analisados compostos que aumentam a síntese da frataxina ou que inibem a
sua degradação, de modo que a menor quantidade de frataxina sintetizada em
pacientes dure mais tempo. Alguns destes compostos estão em fases pré-clínicas,
mas outros atingiram estádios avançados do ensaio clínico.
Além disso, as diferentes
estratégias de terapia genética para a substituição da frataxina são muito
promissoras. Neste campo de trabalho existem dois grupos espanhóis, o de Javier
Díaz-Nido no Centro de Biologia Molecular Severo Ochoa, em Madrid (Espanha),
que trabalham na geração de vetores virais modificados, e o de Ernest Giralt do
Instituto de Investigação Biomédica de Barcelona (Espanha), centrou-se na
criação de nanopartículas. Ambos os grupos procuram obter sistemas eficientes
para a transferência do gene da frataxina.
Além disso, a investigação
continua também na descoberta de novos fármacos com possível efeito terapêutico
usando plataformas que permitem o ensaio de milhares de compostos químicos.
Assim, ambos os modelos animais simples, tais como os gerados na Drosophila podem ser muito úteis nesta
investigação.
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| A equipa de investigação de María Dolores Moltó desenvolveu vários modelos de ataxia de Friedreich na Drosophila |
Recentemente,
o seu grupo de investigação participou num projeto internacional no âmbito do
Programa-Quadro VII da União Europeia. Como tem sido trabalhar com outros
grupos de investigação?
Em colaboração com o grupo
de Francesc Palau e Pilar Gonzalez-Cabo do Instituto de Biomedicina de Valência
(agora do Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona e o Centro de Investigação
Príncipe Felipe, em Valência, respetivamente) e do grupo de Javier Arpa do
Hospital Universitário La Paz de Madrid, formámos o núcleo espanhol do projeto
EFACTS (European Friedreich’s Ataxia
Consortium for Translational Studies – Consórcio Europeu para Estudos
Translacionais na Ataxia de Friedreixch), financiado pela União Europeia.
Para nós, este projeto foi
vital, porque permitiu-nos ter estabilidade económica durante quase quatro anos
e pudemo-nos concentrar no nosso trabalho sem a preocupação constante do
financiamento. Além disso, a colaboração com os principais grupos europeus na
ataxia de Friedreich, permitiu-nos ver em primeira mão o progresso nas
investigações e compartilhar informações e recursos que beneficiaram os
projetos de cada grupo.
Graças ao EFACTS podemos
tratar de uma tela genética de diferentes vias bioquímicas potencialmente
envolvidas na patologia da ataxia de Friedreich. Os resultados permitiram-nos
identificar a via de sinalização do TORC1 como um modulador dos fenótipos das
moscas deficitárias em frataxina, como mencionei anteriormente.
O EFACTS também nos permitiu
obter um novo modelo de Drosophila
para a procura de genes que possam ajudar a aumentar o nível de expressão do
gene que codifica a frataxina. Este novo modelo incorpora uma série de
repetições do tripleto GAA no intervalo patológico e o nosso objetivo é
identificar genes cuja excesso de ativação ou silenciamento permitam modificar
o grau de compactação da cromatina por efeito dessas repetições.
A obtenção deste modelo tem
sido um desafio para a nossa equipa, porque poderia não ter funcionado, como às
vezes acontece quando novos modelos biológicos são gerados. Eles nem sempre
funcionam como os investigadores gostariam e tem que se ir modificando as
estratégias para alcançar o objetivo. Bem, o tempo está a correr e esperamos
identificar modificadores genéticos que permitem o aumento de expressão do gene
da frataxina. Esperamos que os resultados obtidos identifiquem novos alvos
terapêuticos para a ataxia de Friedreich, bem como a compreensão de como ocorre
o processo de compactação da cromatina associada às repetições GAA.
Até
onde se dirigem as investigações sobre a doença?
O objetivo é fazer com que
os tratamentos sejam eficazes, é claro. Eu acho que é isso que todos os investigadores
têm em mente, mas é necessário fazer mais investigação básica para alcançar
esse objetivo. Existem aspetos menos estudados na ataxia de Friedreich, como a
homeostase do cálcio e a dinâmica mitocondrial, os processos inflamatórios e o
possível envolvimento de outros metais, além do ferro, nos mecanismos patológicos
da doença. Estão a ser gerados novos ratos modelos em que a expressão do gene da
frataxina é inibida e subsequentemente ativada em momentos diferentes do desenvolvimento
da doença. Isso permitirá estudar se é possível reverter os diferentes sintomas
e em que estágios da doença.
Também se estão a realizar
vários estudos com foco nos tecidos mais afetados na ataxia de Friedriech. Um
deles é o gânglio dorsal, de facto o primeiro em que é detetada a neurodegeneração,
concentrando-se nos neurónios propriocetivos que são os mais danificados. Outro
tecido afetado é o cardíaco, cuja alteração é a causa mais comum de morte, e
cujo estudo está a progredir com o uso de modelos em cardiomiócitos. Os modelos
de Drosophila vão-nos dar informações
valiosas sobre os fatores genéticos e farmacológicos que podem modificar o
curso da doença.
Mantém
contato com os pacientes?
Assim é, mantemos contato
direto, pelo menos uma vez por ano. Na verdade, todos os penúltimos fins-de-semana
de junho, a Federação Espanhola de Ataxias (FEDAES) organiza conferências
científicas e de convívio dos diferentes grupos espanhóis que trabalham em
ataxia de Friedreich, apresentamos aos pacientes e suas às famílias o progresso
nas nossas investigações. Ao longo do tempo temos feito bons amigos entre os
pacientes, as suas famílias e os organizadores desta conferência.
Mulheres como Isabel Campos
e Pilar Martín permitem que estas reuniões sejam realizadas todos os anos, mas o
seu esforço não acaba aqui porque a FEDAES também mostra o seu apoio aos
cientistas espanhóis e aos seus projetos além das nossas fronteiras, em
reuniões e conferências da Federação Europeia de Ataxias Hereditárias e da FARA
(Friedreich’s Ataxia Research Alliance
– Aliança de Investigação para a Ataxia de Friedreich). Da mesma forma, a Juan
Carlos Baiges temos de agradecer não só a sua presença nas reuniões
internacionais das associações de pacientes, mas também o seu excelente blogue
que mostra, praticamente todos os meses, tudo o que é publicado sobre este
assunto.
Além disso, guardo uma
memória muito especial do primeiro encontro da FEDAES em que participei e que
teve lugar num mosteiro jesuíta numa pequena cidade de Valladolid, Villagarcía
de Campos, um cenário onde se respirava tranquilidade. Lá conheci um cientista,
Isaac Amela, do qual admirei o seu entusiasmo para investigar a patologia de
que sofria, ataxia de Friedreich e com quem tive o prazer de trabalhar num
projeto financiado pela Fundació La Marató da TV3. Por último, tenho que reconhecer
que, naqueles encontros, os pacientes e os seus familiares me ensinaram mais do
que eu e eles,porque eles me transmitiram toda uma lição de vida.
(artigo traduzido)
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