Actualização sobre SCA3

O seguinte artigo foi apresentado no Encontro Anual de Membros da NAF 2005, em Tampa, na Florida

Dr. Paulson é professor de neurologia na Universidade de Medicina de Iowa Carver, em Iowa City. Recebeu o seu doutoramento em Biologia Celular na Universidade de Medicina de Yale. Depois completou um estágio em Neurologia na Universidade da Pensilvânia, seguido de um pós-doutoramento em Neurogenética e Doenças do Movimento. Em 1997, juntou-se á Faculdade de medicina na Universidade de Iowa, onde foi promovido a professor associado em 2005.
A pesquisa de Dr. Paulson relacionava-se com as causas e tratamento de doenças neurodegenerativas incluindo as ataxias cerebelosas. Um particular interesse na doença de Machado-Joseph (também conhecida como SCA3) e desordens relacionadas com a poliglutamina.

Dr. Paulson co-dirige o Centro de Excelência da Doença de Huntington e serve os quadros de aconselhamento científico de numerosas organizações nacionais relacionadas com a doença. Recebeu vários prémios, e é semifinalista da Fundação de Pesquisa Médica W.M. Keck. Baseada na SCA3/DMJ, no seu laboratório foi fundado um Projecto de Pesquisa da DMJ.

Agradeço-vos, mais uma vez, a oportunidade de falar a vós este ano com uma actualização sobre a ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA 3), também conhecida como doença de machado-joseph (DMJ); SCA3 e DMJ são nomes para a mesma doença. Chamarei a esta doença SCA3 apesar de DMJ ser o seu nome original, igualmente legítimo.
O último ano foi um bom ano na pesquisa para a SCA3. Pelo menos 32 artigos foram publicados em 2004 directamente relacionados com a SCA3 (e actualizados em 12/01/05: pelo menos, mais 29 desde então). Alguns dos maiores avanços feitos nos últimos 12 meses em SCA3 foram:

1) Sabemos um pouco mais sobre o tamanho da mutação; 2) o papel da proteína relacionada com a doença está a chegar a uma melhor clarificação; 3) RNAI continua a ser estudada como uma potencial forma de terapia e 4) um novo modelo de rato foi desenvolvido como tendo um fenotipo neurodegenerativo. Por outras palavras, este novo modelo de rato (desenvolvido pela Dr.ª Verónica Colomer e colegas) tem mudanças neuropatológicas e de comportamento que podem servir como uma ferramenta poderosa com a qual se poderão levar a cabo alguns dos mais básicos estudos biológicos e pré-clínicos precisos para a pesquisa em SCA3. Existem outros modelos de rato SCA3, de momento impublicáveis (pelo menos não tenho liberdade de falar neles), que também parecem ter um fenotipo claro.
Neste discurso, focarei primeiramente as propriedades da proteína da doença SCA3, conhecida como ataxin-3, cujas novas evidencias apontam para que possam ter um intrigante papel no controle da qualidade da proteína. Irei também focar a interferência RNA (RNAi) desde que este tópico interesse a muitos de vós. RNAi como uma aproximação ao gene “tóxico” em SCA3 ou outras ataxias dominantes parece ser uma potencial estratégia terapêutica. Precisamos, no entanto, de estar conscientes que os cientistas têm ainda muito trabalho a fazer antes que o RNAi para a SCA3 possa ser utilizada em testes clínicos.

Para aqueles que não conhecem a SCA3, é importante que eu dê pelo menos uma ideia. A SCA3 é uma das mais comuns, senão a mais comum, ataxias dominantes. Mais do que as restantes ataxias dominantes, a SCA3 pode manifestar-se de várias formas no que diz respeito a sinais e sintomas e á sua intensidade. Em adição á ataxia e problemas no cérebro, pode haver espasticidade, neuropatia e, em algumas pessoas afectadas, sintomas da doença de Parkinson.
É importante enfatizar que esta é uma de nove doenças neurodegenerativas que partilham do mesmo tipo de mutação: a normal repetição CAG no gene da doença torna-se expandida. Como a normal repetição no gene normal, esta repetição expandida repete códigos para o aminoácido da glutamina na proteína desta doença. O tamanho da glutamina é simplesmente maior na proteína da doença do que na proteína normal. Então, estas nove desordens são frequentemente chamadas de doenças da poliglutamina expandida. Seis das Nove doenças são ataxias espinocerebelares dominantes (SCA 1, 2, 3, 6, 7 e 17); as outras três são também neurodegenerativas e diferem clinicamente das SCA`s. (As outras doenças são a doença de Huntington, a desordem neuro motora que é a doença de Kennedy, e a DRPLA, que diferem das restantes ataxias.)
Em todas estas nove doenças, a proteína expandida (isto é, a causadora da doença) acumula-se de modo anormal dentro das células do cérebro. Um sinal desta acumulação anormal é a formação de corpos que se incluem em alguns neurónios. Estas inclusões contêm a proteína da doença assim como outras proteínas incluem a pequena proteína modificadora, ubiquitina. Porque destaquei a ubiquitina? Porque a proteína ataxin-3 tem uma função altamente conservadora que os cientistas reconhecem como tendo uma função relacionada com a remoção da ubiquitina que vem acoplado ás proteínas. No extremo oposto, a ataxin-3 tem domínios muito mais pequenos responsáveis pela ligação com a ubiquitina.

Então o que é a ubiquitina? Ubiquitina é uma proteína muito pequena, com um sexto do tamanho da ataxin-3, que já por si é uma proteína com um tamanho médio. Mas a função da ubiquitina nas células não é pequena. É muito importante para a célula, onde participa no controlo de qualidade da proteína. Através da acção de enzimas específicas, a ubiquitina vem acoplada a proteínas maiores. Depois que as proteínas sofrem a acção da ubiquitina, são frequentemente marcadas para destruição. Toda a proteína feita na célula tem um tempo de vida, algumas vivem muito tempo enquanto outras são rapidamente destruídas. De facto, em alguns mecanismos celulares, manter uma proteína específica é tão importante como fazer novas proteínas.
A maior forma de destruição das proteínas nas células é através de um largo complexo de proteínas chamadas de proteassoma. A proteassoma pode actuar dentro da célula dividindo-a em pedacinhos. De maneira a que a proteína seja enviada para a proteasoma para degradação, habitualmente tem de haver um canal de moléculas da ubiquitina acopladas. Por outras palavras, um ou mais canais de ubiquitina é conjugado á proteína.
Depois que esta proteína sofre a acção da ubiquitina e é entregue á proteassoma, os canais de ubiquitina são removidos da proteína antes que a proteassoma os desgaste. Então, novos focos de ubiquitina podem ser reciclados para o mesmo propósito. A ubiquitina obedece a outros papéis na célula muito complicados para abordar aqui. Suficiente para dizer, no entanto, que a ubiquitina e as enzimas que o adicionam ou removem são peças vitais para a elaborada maquinaria da qualidade das proteínas que existem nos neurónios. A Ataxin-3 é, então, uma das proteínas designadas para remover a ubiquitina das outras proteínas.

Isto é interessante porque na SCA3 e outras doenças da poliglutamina, a evidência sugere haver alguns problemas no controlo de qualidade da proteína, em particular na sua degradação. Há também fortes evidências genéticas de que esses componentes específicos que contribuem para a maquinaria do controlo de qualidade nos neurónios pode modular doenças, pelo menos em modelos animais e celulares. Estamos a começar a suspeitar que a proteína da doença, ataxin-3, está também aqui envolvida. Uma das coisas importantes a reconhecer é que, além de ter problemas de degradação nas proteínas através da ubiquitina, a célula também precisa de atravessar os canais da ubiquitina adicionados á proteína e reciclar a ubiquitina para uma variedade de propósitos. È preciso que haja um caminho para retirar a ubiquitina das proteínas e reciclar, senão seria muito mau para a célula do ponto de vista energético. É aqui que a ataxin-3 funciona, removendo a ubiquitina das proteínas e reciclando-as.
Este conhecimento advém do trabalho de muitos laboratórios usando uma variedade de técnicas. Por exemplo, nós e outros purificámos a proteína ataxin-3 e incubámo-la com diferentes tipos de canais de ubiquitina. Neste tipo de processo, a ataxin-3 prefere percorrer longos canais de ubiquitina, não moléculas individuais do mesmo. Se nós procedêssemos á mutação da parte da ataxin-3 que liberta a ubiquitina das proteínas, as proteínas «ubiquitinadas» acumulavam-se na célula porque a ataxin-3 já não seria capaz de as libertar. A pesquisa incide agora nos substratos principais da ataxin-3.
Qual é a importância desta nova descoberta para a fisiologia da célula e para a doença humana? Actualmente o nosso modelo é o de que a ataxin-3 une os canais de ubiquitina acima de um tamanho particular – maior parece ser melhor – e depois prepara esses canais. Pode até preferir ajustar a ubiquitina a tipos particulares de canais, sendo que isto é um trabalho em progresso. Quais são os alvos das proteínas que normalmente actuam na célula? E quando a repetição da glutamina é expandida na proteína (isto é, a causa da mutação na SCA3) como é que isso afecta esta função normal? Estas são questões a que o meu e outros laboratórios estão a tentar responder, através de experiências no tubo de ensaio, em células e em ratos.
Como um primeiro passo no sentido de percebermos como é que a função da ataxin-3 pode estar relacionada com a doença, procurámos o nosso colaborador, Dr. Nancy Bonini, um talentoso biologista da Universidade da Pensilvânia, pioneiro no uso da Drosofila (mosca da fruta) em modelos de doenças da poliglutamina. Apesar das moscas não se parecerem muito com os humanos, nós partilhamos a mesma máquina genética e maquinaria celular. Então, modelar a doença na mosca é um caminho poderoso para identificar genes e soluções que contribuem para a descoberta da génese da doença.
Quando Dr. Bonini e os seus colegas expressaram o fragmento de poliglutamina na ataxin-3 expandida no olho ou cérebro, houve uma rápida e massiva degeneração. Os fragmentos de ataxin-3 provaram ser altamente tóxicos. Em contraste, quando expressaram a proteína da doença em toda a sua extensão, com uma ainda maior poliglutamina, isso causou uma incrivelmente lenta e suave degeneração. Foi quase como se as funções biológicas da ataxin-3 contrariassem a toxicidade intrínseca da poliglutamina expandida. Insistindo nesta ideia, quando a ataxin-3 normal foi expressada na mosca, isso suprimiu marcadamente a toxicidade causada pelas proteínas da poliglutamina expandida. Espantosamente, até a ataxin-3 expandida reteve alguma habilidade para contrariar a toxicidade de outras proteínas de doenças. Uma importante pista para o mecanismo de suprimir a toxicidade é a actividade relacionada com a ubiquitina. Se, por exemplo, a actividade da ubiquitina na ataxin-3 é interrompida mudando um único aminoácido, esta actividade de supressão está completamente perdida, e a ataxin-3 expandida torna-se extremamente tóxica para a mosca.

Esta descoberta sugere que a ataxin-3 serve tipicamente para uma «boa» função no controlo de qualidade da proteína, o que só acontece para contrariar a má actividade que acontece quando o domínio da poliglutamina se torna expandido. De acordo com isto, a ataxin-3 parece tolerar a expansão larga melhor do que a maior parte das outras proteínas de doenças da poliglutamina (por exemplo, uma repetição de 55 a 60 causa uma relativamente leve e tardia progressão da SCA3 mas causará uma progressão muito mais antecipada em muitas outras doenças da poliglutamina). Claro que o que é verdade na mosca pode não ser no caso dos humanos. Actualmente estamos a falar em prosseguir com os nossos estudos para o passo seguinte, tentando confirmar a descoberta em moscas e em ratos modelos da doença.
Um resumo da história da função da ataxin-3, até agora, pode ser este: se pensam na ubiquitina como sendo muito importante para o controlo de qualidade da proteína, a ataxin-3 parece ser um modelador destes caminhos nos quais a ubiquitina é tão importante. De modo impressionante, estes mesmos caminhos já estiveram implicados na doença. Temos muitas mais importantes questões para responder, incluindo: será que este conhecimento começa a dizer-nos quais os caminhos biológicos que podem eventualmente levar a uma terapia? Apesar de estarmos longe dessa possibilidade, estamos certamente entusiasmados com o projecto.
O segundo tópico que eu queria tocar é o potencial uso da interferência RNA (RNAi) como terapia. Podemos nós actualmente usar este poderoso mecanismo celular como uma maneira de travar a progressão da doença? Apesar de não entendermos ainda por completo a biologia das doenças da poliglutamina, sabemos que a expansão CAG está relacionada com algum tipo de problema tóxico a nível da proteína. Se pudéssemos eliminar esse problema tóxico silenciando a expressão da proteína, isso poderia ser muito útil do ponto de vista terapêutico. O caminho para produzir uma proteína através do seu ADN azul, vem através de um passo intermédio trazido por um tipo específico de RNA, o chamado «mensageiro RNA» ou mRNA. Eliminando o mRNA da SCA3, seria uma maneira directa de prevenir a produção da proteína tóxica da ataxin-3.A RNAi traz-nos um poderoso caminho para fazer isso.
A RNAi como um caminho para desligar especificamente um determinado gene foi descoberto há apenas uma década, mas foi baseado em tecnologia existente há mais tempo. A ideia é criar uma sequência nucleótida complementar que reconheça um gene em particular (mRNA) e previna a produção da proteína codificada pelo mRNA. Uma chave para a RNAi é que esta tem lugar através de um intermediário RNA duplo. Uma das faces desta molécula RNA dupla é complementar ao vosso mRNA, e esta face vem incorporada a um complexo de proteínas chamado de complexo RISC. O complexo RISC ajusta o complementar mRNA = no nosso caso, será o SCA3 mRNA. Parte do poder da RNAi é que o complexo RISC pode continuar a actuar em outras cópias do mRNA. Isto significa um relativamente pequeno número de complexos RISC podem fazer um muito bom trabalho eliminando o alvo mRNA.
Nos nossos estudos da RNAi, todos os que têm sido feitos em colaboração com o laboratório Dr. Beverly Davidson (também em Iowa), fizemos a abordagem de criar vírus que fizessem as moléculas RNAi suprimir vários genes dominantes que actuam na doença. Estes incluíram vários genes de doenças da poliglutamina como a SCA1 e SCA3. A história é mais completa na SCA1, onde Davidson e colegas tiveram sucesso usando RNAi para níveis marcadamente mais baixos da proteína mutante e abrandar o processo em ratos transgénicos com SCA1. Vamos agora fazer o mesmo tipo de experiências com a ataxin-3, empregando a mesma tecnologia: gerando um vírus combinado que codifique uma pequena porção de RNA, ou shRNA. Esse shRNA então é processado pelos neurónios para o reagente RNAi que pode ser suprimido pela expressão da ataxin-3.
Para possibilitar esta abordagem em humanos para a SCA3, precisamos de novos modelos de ratos com SCA3. Felizmente estes modelos estão finalmente a começar a chegar. Muitas questões têm de ser respondidas e muitos caminhos há ainda a percorrer para que se possa considerar a RNAi como uma potencial terapia. Poderemos nós alcançar uma chegada eficiente e sustentada da RNAi ao cérebro das pessoas? Um cérebro de um rato é muito mais pequeno do que um cérebro humano. Em primatas não humanos com cérebros muito maiores do que os dos ratos, os cientistas obtiveram sucesso na entrega dos vírus a grandes partes do cérebro, mas há ainda mais trabalho a fazer neste objectivo. E qual é a região do cérebro a qual deveremos incidir? Nos ratos com SCA1, onde a RNAi trabalhou com tanto sucesso, a proteína da doença foi engendrada para ser expressa somente nas células Purkinje do cerebelo, então nós sabemos exactamente onde injectar o vírus. Na SCA3, os alvos da doença não são só as células Purkinje mas incluem também outras regiões do cerebelo, o sistema do cérebro e o gânglio básico. Outro importante ponto neste assunto da entrega regular da RNAi. Podemos nós criar um vírus cuja expressão é regulada por uma pequena molécula para que pudéssemos apagar a produção da RNAi no caso de causar efeitos adversos quando entregues de modo crónico a pessoas? E em relação a alternativas, abordagens não virais de entregas, incluindo entregas implantáveis que pudessem ser ou não apagadas?
Finalmente, a RNAi tem lugar através de uma evolutiva e conservada maquinaria biológica que serve importantes papéis fisiológicos em organismos tão diversos como plantas e humanos. Podemos nós actualmente actuar nesta maquinaria biológica existente para apagar um gene doente sem provocar efeitos adversos nalgumas das suas funções normais? São todas questões importantes que precisamos responder. De modo importante, estamos agora numa posição onde podemos responder a estas questões.

Deixem-me terminar dizendo que, apesar de eu desejar que estivéssemos mais perto de uma terapia com drogas para a SCA3, as coisas estão a prosseguir de modo mais rápido do que estiveram há alguns anos atrás. Estou confiante que, o estudo agora tem boas células de base e modelos animais com os quais podemos estar preparados para vislumbrar drogas que reduzem a toxicidade da ataxin-3 expandida e para vislumbrar a RNAi como terapia. Temos, no entanto, muito trabalho a fazer. Um benefício para nós que estamos preocupados com a SCA3: por causa das novas ligações descobertas na ataxin-3 aos caminhos da ubiquitina, um número de muito bons cientistas ficaram certamente muito interessados nesta intrigante proteína da doença. Este brilho adicional, estas mentes criativas só podem ajudar no avanço da causa da SCA3.

Quero agradecer ás pessoas no meu laboratório, e nos laboratórios dos meus colaboradores Nancy Bonini, Bev Davidson, Vernica Colomer, Olaf Riess e Udo Rub, pelo seu trabalho intensivo e ideias espertas.

Font: Generatios Winter 2005-06

SNT-MC17 (IDEBENONE) para a ATAXIA FRIEDREICH (FRDA)

TRADUÇÃO LIVRE

(Extraído da mais recente newslleter do Euro-ataxia)

Os começos podem vir com entusiasmo. De repente, algo está no mundo que não estava lá antes. O impacto, entretanto, não é necessariamente abrupto; às vezes havia ondas planas anunciando isto. Um tratamento para o ataxia? Uma cura? Há algumas semanas, as notícias foram emitidas em todo o mundo: o Idebenone e MitoQ podem reduzir os efeitos tóxicos dos radicais livres, A-0001 pode ajudar significativamente a produzir mais energia, outras drogas podem aumentar níveis da frataxina... As pessoas com ataxia de Friedreich estão erradamente à espera do seu começo, por um momento a criar planos para um futuro pessoal que não são de longe absurdos. Dentro desta edição, há uma actualização na pesquisa no FA, e uma petição que ajude levantar fundos para ela, de modo que o sonho de um começo possa logo vir a ser verdadeiro. A companhia suíça Santhera está descrevendo experiências com Idebenone, mas comentários da França questionam os efeitos deste composto.

As Farmacêuticas Santhera, uma companhia biofarmacêutica Suíça direccionada no desenvolvimento de tratamentos para doenças neuromuscular, recentemente anunciou adicionais experiências clínicas no seu produto SNT-MC 17 (idebenone) para o tratamento da ataxia de Friedreich. Este artigo dará alguma visibilidade a este produto e às várias experiências clínicas, ambos, orientados e planeados, os quais são designados para avaliar seus efeitos nos sintomas cardíacos e neurológicos da FRDA.

A ideia de usar SNT-MC 17 (idebenone) no tratamento da FRDA é baseada num número de estudos académicos inclusive naqueles do Prof. Pierre Rustin e sua equipa em Paris que em 1999 mostrou para a primeira vez que o idebenone pode reduzir a cardiomiopatia hipertrófica na FRDA. Desde então diversos investigadores clínicos na França, Suiça, Alemanha, Espanha e Itália contribuíram para o nosso entendimento que o idebenone pode abrandar ou realmente reverter FRDA- associando cardiomiopatia tão longa como a duração do tratamento de menos 6 meses com dose mínimo de 5mg/kg/dia. Além de, haver alguma evidência, embora somente no documentado anedótico nesse estágio, que o idebenone poderia ter um efeito terapêutico nos sintomas neurológicos da FRDA.

O entusiasmo do grande corpo clínico combinado com o excelente e bem documentado perfil de segurança deste composto sustenta a decisão das Farmacêuticas Santhera a iniciar um programa de desenvolvimento clínico para SNT-MC17 (idebenone) na FRDA. À Santhera foi concedida a designação de medicamento órfão para o idebenone e obteve a orientação para o projecto de uma experiência bem-controlada da fase III em multicentros na Europa assim como a selecção de pontos finais em preliminares estudos pela agência europeia de avaliação das medicinas (EMEA). Nestas experiências, que começaram brevemente, nós pretendemos tratar pacientes usando nossas 60 e 150 tabuletas proprietárias do magnésio. Nós antecipamos incluir três braços diferentes de dose de SNT-MC17 (idebenone) permitindo-nos testar a eficácia dos parâmetros neurológicos em paralelo à avaliação da dimensão cardíaca durante um período do tratamento de um ano.

Além dos estudos clínicos de SNT-MC17 (idebenone) na Europa, Santhera começou também uma experiência clínica colaboradora junto com do instituto nacional da saúde (NIH) nos EUA. Sob a colaboração o NIH que conduzirá a experiência clínica, que se espera envolver 48 pacientes com FRDA e (pelo menos) seis meses. O primeiro ponto final do estudo é a redução de marcadores oxidados do stress. Importantíssimo, este estudo aponta também analisar mudanças em diversas dimensões neurológicas e funcionais sob o tratamento do idebenone. Estas serão avaliadas como pontos finais secundários do estudo.

Em resumo, Santhera iniciou um programa de desenvolvimento clínico detalhado na Europa e nos EUA e aponta como meta final obter a aprovação para SNT-MC17 (idebenone) que é actualmente a única opção de tratamento farmacológico com prova clínica da eficácia em FRDA.

Testes Présintomáticos

O IBMC, até Outubro de 2005, recebeu um total de 115 testes presintomáticos, relacionados com a ataxia: 62 de Machado-Joseph, 48 de ataxia Friedreich e 5 de ataxia spinocerebellar do tipo 2 (SCA2).

Fonte: 5th Meeting on the Phychological and Ethical Aspects of Presintomatic Testing in Late-Onset Neurological Disorders

Ataxia Friedeich pelo Pr. Massimo Pandolfo em Maio de 2005

Text Original: http://www.fa-petition.org/doc/pandolfo_usa.html

Tradução livre:

Um projecto de pesquisa de elevada qualidade pode conduzir a uma terapia para a Ataxia de Friedreich

Ataxia de Freidreich (FA) é uma doença hereditária autossómica recessiva caracterizada por uma progressiva deficiência neurológica, por cardiopatia hipertrófica e por um crescente do risco de diabetes mellitus. Os pacientes comummente apresentam anormalidades no esqueleto tais como “Kyphoscoliosis” e pés cavus.

Os primeiros sintomas normalmente aparecem em criança, mas o aparecimento destes pode variar da infância para a idade adulta. Depois dos dez para os quinze anos da doença, a perda progressiva da coordenação e do equilíbrio resulta no uso da cadeira de rodas e na necessidade de ajuda para todas as actividades diárias. A capacidade para comunicar é comprometida por problemas em articular as palavras (disartria). Em alguns casos, a perda visual leva a atrofia dos nervos ópticos e a perda de audição prejudica ainda mais a comunicação. A função cognitiva é preservada e não é fora do comum ver pacientes com FA bem sucedidos no colégio e na Universidade apesar dos seus problemas físicos. Em adição ao envolvimento do sistema nervoso, a outra manifestação clínica da FA pode substancialmente agravar o quadro clínico. Alguns pacientes têm uma muito severa cardiomiopatia que pode causar a morte prematura por insuficiência cardíaca ou arritmia. As complicações das diabetes podem aumentar o contributo para o fardo da doença e deficiência. A frequência da FA em Caucasianos e em Médio Orientais é aproximadamente 2 ou 3 em 100.000 nascimentos. A FA é consequentemente uma doença rara.

Como é o caso para quase todas as doenças neurológicas, não há correntemente um tratamento para parar a progressão da FA. Além disso, não há tratamentos efectivos dos sintomas para a FA, como há, por exemplo para a doença de Parkinson. A terapia física e ocupacional, a terapia da fala, o tratamento das complicações cardíacas e a diabetes, de facto permite melhorar a qualidade e a duração de vida dos indivíduos com FA, mas o processo neurodegenerativo inflexivelmente continua a sua progressão.

Uma resposta ao sofrimento dos pacientes com FA e das suas famílias só pode vir da pesquisa. Quase 10 anos depois da descoberta da mutação do gene que causa a FA, nós estamos agora num estado crítico para a pesquisa. O conhecimento acumulado das causas e dos mecanismos celulares e molecular subjacente a FA, junto com o desenvolvimento de novas abordagens para a farmacologia, terapia celular e molecular pode agora fornecer novas possibilidades para parar esta doença.

O gene do FA (FRDA) codifica a proteína de 210 amino-acidos chamada frataxina. Este gene expressa-se em todas as células, mas o nível das expressões varia em diferentes tecidos e durante o desenvolvimento. A frataxina é localizada dentro da mitocôndria, nos “organelles” intracelular onde a respiração celular ocorre, assim como noutras funções metabólicas. A FA é consequência de um deficit da frataxina. A mutação que causa a doença na maioria de pacientes é a expansão de uma tripla repetição GAA no primeiro intron do gene. O número das triplas repetições GAA nos cromossomas normais é de 35 a 40, elas são geralmente 8 ou 9. Nos cromossomas da FA são de 90 a mais de mil triplas repetições, geralmente diversas centenas. Os indivíduos afectados por esta expansão são “homozygous”, ao passo que os portadores são “heterozygous”. Os alelos expandidos são instáveis durante a transmissão pai-filho e também em tecidos diferentes durante o desenvolvimento.
A expansão de GAA inibe a expressão do gene da frataxina porque altera a estrutura do DNA, parando a síntese do mRNA. No local da expansão de GAA, o DNA tem tendência a dobrar-se sobre si próprio e adopta uma complicada estrutura helicoidal tripla que não permita o avanço do “polymerase” do RNA. Esta estrutura helicoidal tripla está em equilíbrio com a hélice dupla fisiológica. O DNA flutua entre estes dois estados, mas somente a hélice dupla fisiológica permite a expressão do gene. A hélice tripla fica mais estável à medida que a expansão fica maior.
Consequentemente, a expressão da frataxina diminui com um crescente número de triplas repetições de GAA. Conforme as circunstancias, a idade de início e a severidade da doença são, em parte, determinadas pelo comprimento da expansão de triplas repetições. A maioria dos pacientes têm níveis de frataxina ao redor de 5 a 10 por cento do normal. Os caso de início mais tardios podem ter até 20 - 25 por cento do normal. Os portadores “heterozygous” saudáveis têm ligeiramente mais de 50 por cento do normal e não têm nenhum sinal ou sintoma da doença. Se o gene da frataxina é posto de parte no rato, os animais em que esta proteína é completamente ausente morrem durante o desenvolvimento embrionário, demonstrando o papel essencial da pequena quantidade de frataxina que é produzida pelos pacientes com FA.

Estes dados (achados/descobertas) sugerem possíveis abordagens terapêuticas destinadas a restaurar os níveis de frataxina. Se fosse possível aumentar a produção de frataxina nos pacientes, mesmo a níveis similares àqueles dos portadores saudáveis, possivelmente poderia parar o curso a doença e talvez mesmo induzir alguma melhoria. Um aumento da produção da frataxina podia ser obtida:

1. Com a terapia da recolocação do gene, isto é, introduzindo o gene da

frataxina sem a expansão de GAA nas células dos pacientes;
2. Dando directamente a frataxina. A proteína deve, entretanto, ser modificada

em tal maneira a poder alcançar as células do nervo afectadas pela doença e

a mitocôndria dentro destas células;
3. Intervindo na expansão de GAA com moléculas que podem destabilizar a

estrutura helicoidal tripla e deslocar o equilíbrio para a hélice dupla

fisiológica que permite a expressão da frataxina. Alguns derivados

poliamidos pyrrole-imidazole podem ter este tipo das propriedades.

Estas abordagens estão actualmente em estudo nos laboratórios de pesquisa na Europa, América e Austrália.

Possibilidades adicionais para tratar a doença podem vir dos estudos da função da frataxina. Uma proteína que corresponde à frataxina está presente na mitocôndria de todos os organismos vivos que têm um núcleo (eukaryotes). As homólogas da frataxina também estão presentes em muitas bactérias. A função da frataxina parece estar relacionada com o papel Chave da mitocôndria no metabolismo do ferro. A maioria do ferro é utilizada certamente na mitocôndria para a síntese de duas estruturas químicas essenciais: heme e iron sulfur clusters (ISC). Heme liga o oxigénio na “hemoglobin” e isto é contido em muitos componentes da cadeia respiratória (cytochromes). ISCs são cofactores essenciais para diversas enzimas, particularmente na “aconitase” e nos complexos I, II, e III da cadeia respiratória. A “cytosolic” forma da “aconitase”, também contém um ISC e tem um papel central no controle da “homeostase” do ferro que depende directamente da presença deste ISC.

A frataxina tem um papel, claramente demonstrado, nas sínteses de ISC, em detalhe com sua interacção com Isu1, uma proteína que funciona como um cadafalso em que cada ISC é montada. A frataxina pode também ter um papel directo nas sínteses do “heme”, mas este é ainda controverso. Um deficit da frataxina causa uma diminuição importante nas sínteses do ISC e consequentemente um deficit funcional das enzimas que necessitam destes cofactores. Assim, o metabolismo energético e a cadeia respiratória são afectados, particularmente.

Para realizar a sua função é possível que a frataxina actue como um acompanhante do ferro. Propõem-se isto pois, ligando o ferro na mitocôndria, a frataxina protege-o das espécies reactivas do oxigénio que são particularmente abundantes neste compartimento e o faz bio utilizável para as sínteses de ISC e de heme. De acordo com esta hipótese, uma acumulação de ferro oxidado observada na mitocôndria é causada por uma deficiência de frataxina, em modelos experimentais e no coração de pacientes do FA.

Quando o ferro não é protegido pela frataxina, este entra em contacto com um super óxido e hidrogénio peróxido que é gerado na mitocôndria, dando forma a radicais livres tóxicos como o OH-radical com a reacção de Fenton. Assim, aos danos oxidados podem juntar-se, e possivelmente agravar, o deficit de energia e de respiração. Um círculo vicioso pode ocorrer, uma cadeia respiratória disfuncional que faz mais e mais super óxidos que reagem com o ferro gerando radicais livres que aumentam os danos da cadeia respiratória.

Baseado nas descobertas acima, as abordagens terapêuticas apontadas para controlar os radicais livres e para a activação cadeia respiratória, podem ser propostas. Uma possibilidade intrigante seria a utilização de pequenas moléculas que são capazes substituir a frataxina, ligando e protegendo o ferro mitocôndrial e aumentando a sua bio-validade. A respeito das moléculas anti-oxidantes e dos estimulantes da cadeia respiratória, alguns derivativos do coenzyme Q (idebenone, CoQ-10) têm dado já resultados prometedores, não somente em modelos experimentais, mas também em experiências clínicas, pelo menos na cardiomiopatia da FA. Finalmente, os testes “high-throughput” automatizados para avaliar um grande número moléculas para que a sua capacidade corrija as consequências funcionais da deficiência de frataxina.
Uma possibilidade suplementar para tratar a FA pode vir das terapias celulares, em particular no uso de células de tronco. Esta abordagem tem ainda muitos problemas. Um dos obstáculos principais é a natureza difundida da neurodegeneração na FA, que requereria para difusamente entregar células no sistema nervoso central dos pacientes. Adicionais problemas concernem todas as etapas de uma possível terapia da célula, incluindo descobrir a melhor fonte de células, o tratamento “optimal” das células antes da transplantação, as melhores modalidades da transplantação. Para uma abordagem racional, as embrionárias assim como as fetais e as adultas células do tronco devem ser avaliadas. As células do tronco adultas de outros tecidos daquele sistema nervoso central (CNS) devem também ser consideradas. As possibilidades de “trans-differentiation”, “retro-differentiation” ou de fusões das células de tronco dos diferentes tecidos adultos devem rigorosamente ser avaliadas. As modalidades de promover a entrega difusa das células a todas as áreas afectadas do CNS, necessitam de ser investigada. Uma coisa boa é que a pesquisa das células de tronco é actualmente é tão activa e produtiva que uma possível aplicação para a FA, começa mais e mais a ter valor de investigação.

Todas as abordagens terapêuticas acima mencionadas devem ser testadas em modelos apropriados da doença antes que possam ser propostas para o uso clínico. Daqui, a importância de gerar modelos animais apropriados. Estes são essenciais não somente para esta finalidade, mas também para uma finalidade mais geral de estudar a patogenia e a função da frataxina. A mortalidade dos embriões do “knock-out” dos ratos foi imposta para gerar diferentes modelos. A técnica condicional do “knock-out” conduz ao apagamento do gene da frataxina somente num estado específico e em tecidos específicos, o que permitiu desenvolver modelos de rato bons para a cardiomiopatia e para a neurodegeneração causadas pela deficiência da frataxina. Estes modelos são claramente úteis para avaliar a farmacológica, a terapias do gene, a terapia da proteína, e as abordagens das células-tronco. A “knok-in” no modelo de rato, em que a expansão de GAA foi introduzida no gene endógeno da frataxina, expressa aproximadamente 25 por cento dos níveis “wild-tip” da frataxina. Esta quantidade é suficiente para impedir o desenvolvimento de sinais e de sintomas clínicos durante a vida do rato. Entretanto, através da expressão do gene perfilando os métodos, estes ratos foram encontrados para ter uma resposta homeostatic complexa compensatória à deficiência da frataxina que está fornecendo dados importantes na patogenia. Além disso, este modelo pode ser utilizado para avaliar os compostos que actuam nas repetições GAA como os poliamides pirrole-imidazole.

Outros modelos que estão sendo desenvolvidos actualmente utilizam uma pequena técnica inibitória do RNA para diminuir grandemente os níveis da frataxina. Os modelos siRNA são designados de tal maneira para permitir que o experimentador variar os níveis da frataxina à vontade, e consequentemente para avaliar o quanto reversível é o dano causado pela deficiência da frataxina.

Para tirar partido destas novas possibilidades terapêuticas que são oferecidas pela pesquisa básica, nós necessitamos de designar rigorosos protocolos clínicos para avaliar os pacientes com FA em experiências clínicas. Há em particular a necessidade de uma escala para a avaliação clínica de confiança e reproduzível que possa ser utilizada por investigadores em diferentes centros. Isto é muito importante, porque a raridade da FA torna-a necessária para empreender experiências em múltiplos centros a fim recrutar um número suficiente de pacientes para os significantes resultados esperados.

Uma apropriada escala clínica validada será parte de um protocolo alargado, que incluirá também instrumentos para avaliar a qualidade de vida, as capacidades funcionais, e alguns “biomarkers”. Estes são marcadores directos da patologia subjacente à doença. “Biomarkers” podem incluir imagens quantitativas, assim como parâmetros bioquímicos e neurofisiológicos. Nesta consideração, a espectroscopia da ressonância magnética e os marcadores oxidados do stress do sangue e da urina já têm sido utilizados nos estudos piloto e mostrados a sua utilidade potencial. Outras técnicas, como a imagem de difusão do tensor, os potenciais motores evocados, alguns reflexos como o reflexo pisca, são prometedoras e necessitam de ser investigados.

Em conclusão, o nosso conhecimento actual na etiologia e na patogenia da FA, os agradecimentos obtidos à descoberta do gene em 1996, junto com o progresso espectacular recente da biologia farmacológica, molecular e celular, permitem agora encarar um grande projecto para desenvolver e avaliar o tratamentos da FA. Tal projecto, se bem sucedido, teria também um impacto em outras desordens neurodegenerativas raras e menos raras, ambas dentro do termo dos avanços científicos e como um modelo organizacional. Entretanto, para ter possibilidades de sucesso reais, um esforço maior é necessário para trazer junto as diferentes competências científicas e clínicas e para obter a sustentação material suficiente.
Um bom número de excelentes grupos de pesquisa está actualmente envolvido na pesquisa básica e clínica da FA, muitos na Europa e mais e mais na América e na Austrália. Cada um destes grupos é capaz de trazer a sua própria contribuição original, que é potencialmente importante para o resultado final. Se nós formos bem sucedidos em estimular grupos pesquisa de nível superior em áreas como farmacologia experimental, bioquímica do ácido nucleico, bioquímica da proteína, biologia das células do tronco, para juntar a este projecto, a possibilidade para uma terapia para o FA transformar-se-ia um alvo realístico.

May, 2005 – Pr. Massimo Pandolfo

Enviado por: Ana Pereira

APAHE no Global

Associação desde 2004

A Associação Portuguesa de Ataxias Hereditárias (APAHE), que cobre de perto 130 casos do género entre nós (sobretudo nos Açores) arrancou a 8 de Maio de 2004 e procura reunir experiências e sonhos de pessoas com problemas comuns.
Já houve três reuniões de trabalho e a inscrição no registo nacional de pessoa colectiva.

A meta principal está em transformar o órgão em IPSS (Instituição Particular de Solidariedade Social), o que possibilita a isenção e menos despesas, asseguradas pelo Ministério do Trabalho e da Solidariedade Social.

Em termos laborais, a aposta reincidirá em integrar cidadãos com deficiência em actividades “atrás da cortina”, ou seja investigação pesquisa, suporte e apoio.

O portal www.ataxia-pt.net permite uma maior interactividade entre a comunidade, com fóruns, “chats” e projectos multimédia.

Os internautas podem encontrar as notícias mais recentes da actividade da entidade, bem como esclarecimentos concretos sobre os sintomas da doença, o calendário de eventos nacionais e internacionais, várias fotografias, artigos publicados na Imprensa e o livro de visitas pêra sugestões e mensagens.

O organismo – que refira-se, não tem fins lucrativos é também visitável no blog assportuguesadeataxiashereditarias.blogspot.com, e aguardada igualmente pelo apoio de mecenas que se queiram disponibilizar e da comunidade em geral, tendo aberto para efeito a conta 003600309910169253812 do Montepio Geral.

Fonte: Global Minho e Porto 13/01/2006