Cientistas revertem a doença de Alzheimer em ratos com nanotecnologia inovadora
Uma equipe liderada conjuntamente pelo Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IPEC) e pelo Hospital da China Ocidental da Universidade de Sichuan (WCHSU), juntamente com parceiros no Reino Unido, relata uma abordagem nanotecnológica para reverter a doença de Alzheimer em modelos de camundongos. Em vez de usar nanopartículas como transportadores passivos, os pesquisadores desenvolveram nanopartículas bioativas que atuam como “drogas supermoleculares”. O tratamento se concentra na restauração da barreira hematoencefálica (BHE), o ponto de controle vascular que mantém o ambiente interno do cérebro. Ao reparar esta interface, os animais mostraram uma reversão da patologia de Alzheimer.
O cérebro utiliza 20% da energia do corpo em adultos e 60% em crianças. Essa energia vem através de uma rede vascular excepcionalmente densa, na qual cada neurônio é suprido por seu próprio capilar. Com aproximadamente um bilhão de capilares, o cérebro depende de uma vasculatura saudável para manter a função e resistir a doenças. Estas observações reforçam como a saúde vascular está ligada a condições como a demência e a doença de Alzheimer, onde os danos ao sistema vascular estão intimamente relacionados.
Função de barreira hematoencefálica e remoção de proteínas residuais
A BBB é uma barreira celular e fisiológica que separa o tecido cerebral da corrente sanguínea, ajudando a impedir a entrada de patógenos e toxinas. Ao agir sobre um mecanismo específico, os pesquisadores demonstraram que “proteínas residuais” prejudiciais produzidas no cérebro podem atravessar essa barreira e ser destruídas na corrente sanguínea. Na doença de Alzheimer, a β-amilóide (Aβ) é a principal proteína residual e sua formação perturba a função neuronal.
A equipe trabalhou com modelos de camundongos projetados para superproduzir Aβ e desenvolver um declínio cognitivo significativo que imita características da doença de Alzheimer. Os animais receberam três doses de drogas supramoleculares, seguidas de monitoramento de rotina. “Observamos uma diminuição de 50-60% nos níveis de Aβ no cérebro 1 hora após a injeção”, explica Junyang Chen, primeiro coautor do estudo, pesquisador do Hospital da China Ocidental da Universidade de Sichuan e estudante de doutorado na University College London (UCL).
Os resultados do tratamento são bastante notáveis. Em vários testes comportamentais e de memória realizados ao longo de vários meses, os animais foram avaliados em diferentes estágios da doença. Num exemplo, um rato de 12 meses (equivalente a um ser humano de 60 anos) foi tratado com nanopartículas e avaliado 6 meses depois. Aos 18 meses de idade (comparável a um ser humano de 90 anos), o seu comportamento correspondia ao de um rato saudável.
Restaurando vasos sanguíneos para reiniciar a autodestruição cerebral
“O efeito a longo prazo vem da restauração da vasculatura do cérebro. Achamos que funciona como uma cascata: se espécies tóxicas como o beta-amilóide (Aβ) se acumulam, a doença progride. Mas uma vez que a vasculatura é capaz de funcionar novamente, ela começa a limpar Aβ e outras moléculas prejudiciais. Parece ativar um mecanismo de feedback que traz essa via de depuração de volta ao normal, “diz o professor de pesquisa do ICREA do IBEC e chefe do Grupo de Biônica Molecular. disse o pesquisador e líder do estudo Giuseppe Battaglia.
Na doença de Alzheimer, há uma falha crítica no processo natural de depuração do cérebro para espécies tóxicas como a Aβ. Em condições normais, a proteína LRP1 atua como um guardião molecular. Ele reconhece Aβ, liga-se por meio de ligantes e facilita a depuração através da BBB para a corrente sanguínea. O sistema é sutil. Se o LRP1 se ligar com mais força ao Aβ, os engarrafamentos e o LRP1 se degradam nas células BBB, reduzindo o número de portadoras disponíveis. Se a ligação for muito fraca, o sinal de trânsito é insuficiente. Qualquer situação pode levar ao acúmulo de Aβ no cérebro.
Os medicamentos supramoleculares atuam como um interruptor de reinicialização. Ao imitar os ligantes LRP1, eles se ligam ao Aβ, atravessam o BBB e induzem a eliminação de espécies tóxicas. Quando esse processo é retomado, a vasculatura recupera seu papel natural de remoção de resíduos e retorna à função normal.
Nanopartículas projetadas com precisão e controle de receptor
Neste trabalho, as nanopartículas atuam como agentes terapêuticos por direito próprio. Construídos através de uma estratégia ascendente de engenharia molecular, eles combinam uma quantidade rigorosamente controlada com um número limitado de ligantes de superfície para formar uma plataforma heterogênea com interações altamente específicas em receptores celulares. Ao envolverem-se no tráfego de receptores na membrana celular, eles fornecem uma nova maneira de modular a função do receptor. Esta precisão apoia a depuração eficiente de Aβ e ajuda a remodelar o sistema vascular que protege a saúde do cérebro.
Este conceito terapêutico aponta para futuras estratégias clínicas destinadas a abordar a contribuição vascular para a doença de Alzheimer e a melhorar os resultados dos pacientes. “Nosso estudo demonstrou eficácia significativa na obtenção rápida da eliminação de Aβ, restaurando a função saudável da barreira hematoencefálica e levando a uma reversão significativa da patologia de Alzheimer”. Professor da Universidade de Barcelona (UB).
O projeto é apoiado pelo Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IBEC), Hospital da China Ocidental da Universidade de Sichuan, Hospital West China Xiamen da Universidade de Sichuan, University College London, Laboratório Chave de Psicorradiologia e Neuromodulação de Xiamen, Universidade de Barcelona, Academia Chinesa de Ciências Médicas e Instituição Avançada de Pesquisa Catalã.
