Cientistas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, identificaram o mecanismo por trás da mutação de um gene que causa a Síndrome de Pitt-Hopkins, uma disfunção neuropsiquiátrica considerada parte do transtorno do espectro autista (TEA). Além disso, eles conseguiram testar com sucesso modelos de terapia genética para reverter os efeitos do distúrbio. As descobertas foram publicadas na revista científica Nature Communications.
“A síndrome de Pitt-Hopkins tem como origem uma mutação no gene TCF4. Mas, até então, não eram conhecidos seus mecanismos moleculares, ou seja, o que há de diferente nas células do sistema nervoso dos pacientes com a mutação”, explica o professor do Instituto de Biologia da Unicamp Fabio Papes, um dos coordenadores do estudo, em comunicado.
O distúrbio provoca um quadro clínico marcado por déficit cognitivo, atraso motor profundo, ausência de fala funcional e anormalidades respiratórias, e estima-se que uma a cada 35 mil pessoas tenha a mutação no gene responsável pela síndrome. Seu quadro clínico é associado a uma série de diagnósticos que vão desde transtornos psiquiátricos até o autismo.
Experimento identifica mecanismo
Já se sabia que o gene TCF4 é muito ativo em neurônios. O grupo de pesquisadores decidiu identificar, então, a forma como a mutação nesse componente interfere nos processos cognitivos, e encontrou maneiras de reverter os efeitos dessa alteração.
A partir de células da pele de pacientes com a síndrome, foram obtidas células-tronco utilizadas para gerar neurônios e organoides cerebrais – que foram chamados pelos pesquisadores de “minicérebros”. O objetivo era criar uma simulação do órgão de pessoas com o diagnóstico, uma vez que testes anteriores em animais já haviam se mostrado incompatíveis com a versão humana.
Analisando os organoides, os cientistas observaram que as mutações no TCF4 provocaram uma redução direta da quantidade de neurônios. Além disso, foram identificadas muitas células progenitoras neurais, que deveriam se multiplicar e amadurecer para se tornarem neurônios. No entanto, esse processo não acontecia devido a uma desregulação de caminhos cerebrais responsáveis por sinalizar a essas células a necessidade de darem início à transformação.
“Devido a essa desregulação, os progenitores neurais não se multiplicaram de forma eficiente e, portanto, menos neurônios foram produzidos. As células que amadureceram em neurônios eram menos elétricas do que o normal e muitas vezes permaneciam agrupadas em vez de se organizarem em circuitos neurais bem ajustados”, explica comunicado da Universidade da Califórnia.
Essa arquitetura irregular causada pela mutação do TCF4, que interfere na atividade cerebral, é a causa do comprometimento cognitivo e motor característico dos sintomas clínicos da síndrome, apontam os pesquisadores.
Terapia genética
Após essa descoberta, os cientistas avançaram em formas de reverter os efeitos dessa mutação.“Para o funcionamento correto do gene TCF4, são necessárias duas cópias em cada célula, ou seja, dois alelos funcionando normalmente. Porém, no caso da Síndrome de Pitt-Hopkins, um dos alelos não funciona. A síndrome não é causada pelo alelo defeituoso, mas porque as células não têm dois alelos funcionando suficientemente”, explica Papes.
Com isso, eles testaram duas intervenções genéticas. Uma delas utilizou a técnica de edição gênica conhecida como CRISPR, que rendeu um Prêmio Nobel de Química aos criadores em 2020. Esse método consegue levar um componente para a região do genoma e fazer com que a parte funcional do gene expresse mais proteína, compensando a falta ocasionada pela parte defeituosa. A outra forma envolveu a inserção de uma cópia extra do gene, para que assim tenham dois alelos funcionais no TCF4.
Os resultados animaram os cientistas, que relataram uma quantidade corrigida de neurônios e maior atividade elétrica das células após as terapias. Uma terceira forma de tratamento também foi testada com a aplicação de uma droga capaz de ativar o caminho cerebral que é desregulado pela mutação do gene. No entanto, os pesquisadores destacam que os tratamentos genéticos são mais eficazes por direcionarem o problema em sua origem.
“O fato de podermos corrigir esse gene e todo o sistema neural se restabelecer, mesmo em nível funcional, é incrível”, afirmou o professor da Universidade da Califórnia, co-autor do estudo, Alysson Muotri, em comunicado. Agora, os cientistas firmaram parceria com uma empresa especializada em terapia genética para dar andamento às fases clínicas do estudo com seres humanos.
Fonte: NESWLAB
